矩形格构式基础计算
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. . 优质资料 . . 矩形格构式基础计算书
一、塔机属性
塔机型号 H5810
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
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN) 317
起重臂自重G1(kN) 45.48
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 29.7 . . . . .
. . 优质资料 . . 小车和吊钩自重G2(kN) 3.5
最大起重荷载Qmax(kN) 60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) 13
最小起重荷载Qmin(kN) 8.7
最大吊物幅度RQmin(m) 58
最大起重力矩M2(kN·m) Max[60×13，8.7×58]＝780
平衡臂自重G3(kN) 16.1
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 6.03
平衡块自重G4(kN) 154
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 12.06
2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地 临海市
基本风压ω0(kN/m2) 工作状态 0.2
非工作状态 0.35
塔帽形状和变幅方式 锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度 B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)
风振系数βz 工作状态 1.59
非工作状态 1.59
风压等效高度变化系数μz 1.32
风荷载体型系数μs 工作状态 1.95 . . . . .
. . 优质资料 . . 非工作状态 1.95
风向系数α 1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0 0.35
风荷载标准值ωk(kN/m2) 工作状态 0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.79
非工作状态 0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.35＝1.38
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN) 317+45.48+3.5+16.1+154＝536.08
起重荷载标准值Fqk(kN) 60
竖向荷载标准值Fk(kN) 536.08+60＝596.08
水平荷载标准值Fvk(kN) 0.79×0.35×1.6×43＝19.02
倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 45.48×29.7+3.5×13-16.1×6.03-154×12.06+0.9×(780+0.5×19.02×43)＝511.97
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN) Fk1＝536.08
水平荷载标准值Fvk'(kN) 1.38×0.35×1.6×43＝33.23
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) 45.48×29.7-16.1×6.03-154×12.06+0.5×33.23×43＝110.88
4、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) 1.2Fk1＝1.2×536.08＝643.3
起重荷载设计值FQ(kN) 1.4FQk＝1.4×60＝84 . . . . .
. . 优质资料 . . 竖向荷载设计值F(kN) 643.3+84＝727.3
水平荷载设计值Fv(kN) 1.4Fvk＝1.4×19.02＝26.63
倾覆力矩设计值M(kN·m) 1.2×(45.48×29.7+3.5×13-16.1×6.03-154×12.06)+1.4×0.9×(780+0.5×19.02×43)＝828.37
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN) 1.2Fk'＝1.2×536.08＝643.3
水平荷载设计值Fv'(kN) 1.4Fvk'＝1.4×33.23＝46.52
倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2×(45.48×29.7-16.1×6.03-154×12.06)+1.4×0.5×33.23×43＝275.94
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n 4 承台高度h(m) 1
承台长l(m) 4 承台宽b(m) 4
承台长向桩心距al(m) 2.5 承台宽向桩心距ab(m) 2.5
桩直径d(m) 0.8
承台参数
承台混凝土等级 C25 承台混凝土自重γC(kN/m3) 25
承台上部覆土厚度h'(m) 0 承台上部覆土的重度γ'(kN/m3) 19
承台混凝土保护层厚度δ(mm) 50 配置暗梁 是
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. . 优质资料 . .
矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl(hγc+h'γ')=4×4×(1×25+0×19)=400kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×400=480kN
桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(2.52+2.52)0.5=3.54m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(596.08+400)/4=249.02kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(596.08+400)/4+(511.97+19.02×2.25)/3.54=405.93kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L . . . . .
. . 优质资料 . . =(596.08+400)/4-(511.97+19.02×2.25)/3.54=92.11kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(727.3+480)/4+(828.37+26.63×2.25)/3.54=553.07kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(727.3+480)/4-(828.37+26.63×2.25)/3.54=50.58kN
四、格构柱计算
格构柱参数
格构柱缀件形式 缀板 格构式钢柱的截面边长a(mm) 500
格构式钢柱计算长度H0(m) 6.75 缀板间净距l01(mm) 250
格构柱伸入灌注桩的锚固长度(m) 5
格构柱分肢参数
格构柱分肢材料 L100X12 分肢材料截面积A0(cm2) 22.8
分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm) 1.95 格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4) 208.9
分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0(cm) 2.91 分肢材料强度设计值fy(N/mm2) 235
分肢材料抗拉、压强度设计值f(N/mm2) 215
格构柱缀件参数
格构式钢柱缀件材料 420×150×10 格构式钢柱缀件截面积A1x'(mm2) 1500
焊缝参数 . . . . .
. . 优质资料 . . 角焊缝焊脚尺寸hf(mm) 10 焊缝计算长度lf(mm) 200
焊缝强度设计值ftw(N/mm2) 160
1、格构式钢柱换算长细比验算
整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩：
I=4[I0+A0(a/2-Z0)2]=4×[208.90+22.80×(50.00/2-2.91)2]=45338.29cm4
整个构件长细比：λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=675/(45338.29/(4×22.80))0.5=30.27
分肢长细比：λ1=l01/iy0=25.00/1.95=12.82
分肢毛截面积之和：A=4A0=4×22.80×102=9120mm2
格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：λ0 max=(λx2+λ12)0.5=(30.272+12.822)0.5=32.88
满足要求！
2、格构式钢柱分肢的长细比验算
λ1=12.82≤min(0.5λ0max，40)=min(0.5×32.88，40)=16.44
满足要求！
3、格构式钢柱受压稳定性验算
λ0max(fy/235)0.5=32.88×(215/235)0.5=31.45
查表《钢结构设计规》GB50017附录C：b类截面轴心受压构件的稳定系数：φ=0.932
Qmax/(φA)=553.07×103/(0.932×9120)=65.07N/mm2≤f=215N/mm2
满足要求！
4、缀件验算
缀件所受剪力：V=Af(fy/235)0.5/85=9120×215×10-3×(235/235)0.5/85=23.07kN
格构柱相邻缀板轴线距离：l1=l01+15=25.00+15=40cm
作用在一侧缀板上的弯矩：M0=Vl1/4=23.07×0.4/4=2.31kN·m . . . . .
