3矩形板式桩基础计算书_20151125

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3矩形板式桩基础计算书计算依据:1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20092、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、塔机属性塔机型号QTZ80(浙江建机)塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 40塔机独立状态的计算高度H(m) 43塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m) 1.6二、塔机荷载1、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值F k1(kN) 509起重荷载标准值F qk(kN) 36.2竖向荷载标准值F k(kN) 545.2水平荷载标准值F vk(kN) 31倾覆力矩标准值M k(kN·m) 1039非工作状态竖向荷载标准值F k'(kN) 509水平荷载标准值F vk'(kN) 71倾覆力矩标准值M k'(kN·m) 16682、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN) 1.35F k1=1.35×509=687.15起重荷载设计值F Q (kN) 1.35F Qk =1.35×36.2=48.87 竖向荷载设计值F(kN) 687.15+48.87=736.02 水平荷载设计值F v (kN) 1.35F vk =1.35×31=41.85 倾覆力矩设计值M(kN·m) 1.35M k =1.35×1039=1402.65非工作状态竖向荷载设计值F'(kN) 1.35F k '=1.35×509=687.15 水平荷载设计值F v '(kN) 1.35F vk '=1.35×71=95.85 倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.35M k =1.35×1668=2251.8三、桩顶作用效应计算承台布置 桩数n 4 承台高度h(m) 1.25 承台长l(m)4.4 承台宽b(m)4.4 承台长向桩心距a l (m) 2.6 承台宽向桩心距a b (m) 2.6 桩直径d(m) 0.5桩间侧阻力折减系数ψ0.5承台参数 承台混凝土等级 C35 承台混凝土自重γC (kN/m 3) 25 承台上部覆土厚度h'(m) 0 承台上部覆土的重度γ'(kN/m 3) 19 承台混凝土保护层厚度δ(mm) 50 配置暗梁否承台底标高(m)-1.7基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值:G k=bl(hγc+h'γ')=4.4×4.4×(1.25×25+0×19)=605kN承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.35G k=1.35×605=816.75kN 桩对角线距离:L=(a b2+a l2)0.5=(2.62+2.62)0.5=3.677m1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下:Q k=(F k+G k)/n=(509+605)/4=278.5kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:Q kmax=(F k+G k)/n+(M k+F Vk h)/L=(509+605)/4+(1668+71×1.25)/3.677=756.273kNQ kmin=(F k+G k)/n-(M k+F Vk h)/L=(509+605)/4-(1668+71×1.25)/3.677=-199.273kN2、荷载效应基本组合荷载效应基本组合偏心竖向力作用下:Q max=(F+G)/n+(M+F v h)/L=(687.15+816.75)/4+(2251.8+95.85×1.25)/3.677=1020.969kNQ min=(F+G)/n-(M+F v h)/L=(687.15+816.75)/4-(2251.8+95.85×1.25)/3.677=-269.019kN四、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级C60 桩基成桩工艺系数ψC0.85桩混凝土自重γz(kN/m3) 25 桩混凝土保护层厚度б(mm)35桩底标高(m) -34.9桩有效长度l t(m) 33.2桩配筋自定义桩身承载力设计值否桩混凝土类型预应力混凝土桩身预应力钢筋配筋650 12Φ9.00地基属性地下水位至地表的距离hz(m) 0.5 自然地面标高(m) -1.5是否考虑承台效应否土名称土层厚度l i(m)侧阻力特征值q sia(kPa) 端阻力特征值q pa(kPa)抗拔系数承载力特征值f ak(kPa)素填土0.7 0 0 0.6 - 粘性土0.9 14 0 0.6 - 淤泥 2.2 5 0 0.6 - 粘性土0.6 9 0 0.6 - 淤泥质黏土13.8 7 0 0.6 - 粉质黏土 4.7 29 900 0.8 - 粉质黏土10.4 23 800 0.8 - 强风化凝灰岩0.8 55 4600 0.6 - 中等风化凝灰岩 5.9 75 7000 0.6 -1、桩基竖向抗压承载力计算桩身周长:u=πd=3.14×0.5=1.571m桩端面积:A p=πd2/4=3.14×0.52/4=0.196m2R a=ψuΣq sia·l i+q pa·A p=0.5×1.571×(0.5×0+0.9×14+2.2×5+0.6×9+13.8×7+4.7×29+10.4×23+0.1×55)+4600×0.1 96=1301.091kNQ k=278.5kN≤R a=1301.091kNQ kmax=756.273kN≤1.2R a=1.2×1301.091=1561.309kN满足要求!2、桩基竖向抗拔承载力计算Q kmin=-199.273kN<0按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:Q k'=199.273kN桩身位于地下水位以下时,位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算,桩身的重力标准值:G p=(-1.7-(-1.5-h z))A pγz+(-1.5-h z-(-34.9))A p(γz-10)=(-1.7-(-1.5-0.5) )×0.196×25 +(-1.5-0.5-(-34.9))×0.196×(25-10)=98.371kNR a'=ψuΣλi q sia l i+G p=0.5×1.571×(0.6×0.5×0+0.6×0.9×14+0.6×2.2×5+0.6×0.6×9+0.6×13.8×7+0.8×4.7×29+0.8×10.4×23+0.6×0.1×55)+98.371=396.084kNQ k'=199.273kN≤R a'=396.084kN满足要求!3、桩身承载力计算纵向预应力钢筋截面面积:A ps=nπd2/4=12×3.142×92/4=763mm2(1)、轴心受压桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:Q=Q max=1020.969kNψc f c A p+0.9f y'A s'=(0.85×28×0.196×106 + 0.9×(400×763.407))×10-3=4895.033kN Q=1020.969kN≤ψc f c A p+0.9f y'A s'=4895.033kN满足要求!(2)、轴心受拔桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值:Q'=-Q min=269.019kNf py A ps=650×763.407×10-3=496.215kNQ'=269.019kN≤f py A ps=496.215kN满足要求!五、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB400 Φ22@160承台底部短向配筋HRB400 Φ22@160承台顶部长向配筋HRB400 Φ18@200承台顶部短向配筋HRB400 Φ18@2001、荷载计算承台有效高度:h0=1250-50-22/2=1189mmM=(Q max+Q min)L/2=(1020.969+(-269.019))×3.677/2=1382.443kN·mX方向:M x=Ma b/L=1382.443×2.6/3.677=977.535kN·mY方向:M y=Ma l/L=1382.443×2.6/3.677=977.535kN·m2、受剪切计算V=F/n+M/L=687.15/4 + 2251.8/3.677=784.196kN受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/1189)1/4=0.906塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:a1b=(a b-B-d)/2=(2.6-1.6-0.5)/2=0.25ma1l=(a l-B-d)/2=(2.6-1.6-0.5)/2=0.25m剪跨比:λb'=a1b/h0=250/1189=0.21,取λb=0.25;λl'= a1l/h0=250/1189=0.21,取λl=0.25;承台剪切系数:αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.25+1)=1.4αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.25+1)=1.4βhsαb f t bh0=0.906×1.4×1.57×103×4.4×1.189=10414.52kNβhsαl f t lh0=0.906×1.4×1.57×103×4.4×1.189=10414.52kNV=784.196kN≤min(βhsαb f t bh0, βhsαl f t lh0)=10414.52kN满足要求!3、受冲切计算塔吊对承台底的冲切范围:B+2h0=1.6+2×1.189=3.978ma b=2.6m≤B+2h0=3.978m,a l=2.6m≤B+2h0=3.978m角桩位于冲切椎体以内,可不进行角桩冲切的承载力验算!4、承台配筋计算(1)、承台底面长向配筋面积αS1= M y/(α1f c bh02)=977.535×106/(1.03×16.7×4400×11892)=0.009ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.009)0.5=0.009γS1=1-ζ1/2=1-0.009/2=0.995A S1=M y/(γS1h0f y1)=977.535×106/(0.995×1189×360)=2295mm2最小配筋率:ρ=ma x(0.2,45f t/f y1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 梁底需要配筋:A1=max(A S1, ρbh0)=max(2295,0.002×4400×1189)=10464mm2 承台底长向实际配筋:A S1'=10834mm2≥A1=10464mm2满足要求!(2)、承台底面短向配筋面积αS2= M x/(α2f c bh02)=977.535×106/(1.03×16.7×4400×11892)=0.009ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.009)0.5=0.009γS2=1-ζ2/2=1-0.009/2=0.995A S2=M x/(γS2h0f y1)=977.535×106/(0.995×1189×360)=2295mm2最小配筋率:ρ=max(0.2,45f t/f y1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 梁底需要配筋:A2=max(2295, ρlh0)=max(2295,0.002×4400×1189)=10464mm2 承台底短向实际配筋:A S2'=10834mm2≥A2=10464mm2满足要求!(3)、承台顶面长向配筋面积承台顶长向实际配筋:A S3'=5853mm2≥0.5A S1'=0.5×10834=5417mm2满足要求!(4)、承台顶面短向配筋面积承台顶长向实际配筋:A S4'=5853mm2≥0.5A S2'=0.5×10834=5417mm2满足要求!(5)、承台竖向连接筋配筋面积承台竖向连接筋为双向Φ10@500。