矩形格构式基础计算书
说明：塔吊按FS7032型号进行取值验算，土层按地勘报告1-1'剖面J1点进行复核，从筏板-15.4m标高以下考虑入土深度，计算如下：
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、塔机属性
二、塔机荷载
1、塔机传递至基础荷载标准值
2、塔机传递至基础荷载设计值
三、桩顶作用效应计算
矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
G k=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.8×25+0×19)=1125kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35G k=1.35×1125=1518.75kN 桩对角线距离：L=(a b2+a l2)0.5=(3.52+3.52)0.5=4.95m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：Q k=(F k+G k)/n=(999.4+1125)/4=531.1kN
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
=(999.4+1125)/4+(3243.63+156.55×1.9)/4.95=1246.51kN
Q kmin=(F k+G k)/n-(M k+F Vk h)/L
=(999.4+1125)/4-(3243.63+156.55×1.9)/4.95=-184.31kN 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：
Q max=(F+G)/n+(M+F v h)/L
=(1349.19+1518.75)/4+(4378.9+211.34×1.9)/4.95=1682.78kN Q min=(F+G)/n-(M+F v h)/L
=(1349.19+1518.75)/4-(4378.9+211.34×1.9)/4.95=-248.81kN 四、格构柱计算
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×[1881.12+61.95×(48.00/2-5.13)2]=95760.34cm4
整个构件长细比：λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=400/(95760.34/(4×61.95))0.5=20.35
分肢长细比：λ1=l01/i y0=35.00/3.53=9.92
分肢毛截面积之和：A=4A0=4×61.95×102=24780mm2
格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：λ0 max=(λx2+λ12)0.5=(20.352+9.922)0.5=22.63
λ0max=22.63≤[λ]=150
满足要求！
2、格构式钢柱分肢的长细比验算
λ1=9.92≤min(0.5λ0max，40)=min(0.5×22.63，40)=11.32
满足要求！
3、格构式钢柱受压稳定性验算
λ0max(f y/235)0.5=22.63×(215/235)0.5=21.65
查表《钢结构设计规范》GB50017附录C：b类截面轴心受压构件的稳定系数：υ=0.963 Q max/(υA)=1682.78×103/(0.963×24780)=70.52N/mm2≤f=215N/mm2
满足要求！
4、缀件验算
缀件所受剪力：V=Af(f y/235)0.5/85=24780×215×10-3×(235/235)0.5/85=62.68kN
格构柱相邻缀板轴线距离：l1=l01+30=35.00+30=65cm
作用在一侧缀板上的弯矩：M0=Vl1/4=62.68×0.65/4=10.19kN·m
分肢型钢形心轴之间距离：b1=a-2Z0=0.48-2×0.0513=0.38m
作用在一侧缀板上的剪力：V0=Vl1/(2·b1)=62.68×0.65/(2×0.38)=53.98kN
角焊缝面积：A f=0.8h f l f=0.8×10×250=2000mm2
角焊缝截面抵抗矩：W f=0.7h f l f2/6=0.7×10×2502/6=72917mm3
垂直于角焊缝长度方向应力：σf=M0/W f=10.19×106/72917=140N/mm2
垂直于角焊缝长度方向剪应力：τf=V0/A f=53.98×103/2000=27N/mm2
((σf /1.22)2+τf2)0.5=((140/1.22)2+272)0.5=118N/mm2≤f tw=160N/mm2
满足要求！
根据缀板的构造要求
缀板高度：300mm≥2/3 b1=2/3×0.38×1000=252mm
满足要求！
缀板厚度：12mm≥max[1/40b1,6]= max[1/40×0.38×1000,6]=9mm
满足要求！
缀板间距：l1=650mm≤2b1=2×0.38×1000=755mm
满足要求！
五、桩承载力验算
考虑基坑开挖后，格构柱段外露，不存在侧阻力，此时为最不利状态1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：u=πd=3.14×0.8=2.51m
桩端面积：A p=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2
R a=uΣq sia·l i+q pa·A p
=2.51×(2.11×17.5+4×32.5+11.79×22.5)+0×0.5=1086.24kN
Q k=531.1kN≤R a=1086.24kN
Q kmax=1246.51kN≤1.2R a=1.2×1086.24=1303.48kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Q kmin=-184.31kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Q k'=184.31kN
桩身的重力标准值：G p=l w A pγz=(18-4+3+0.9)×0.5×25=224.94kN
R a'=uΣλi q sia l i+G p=2.51×(0.7×2.11×17.5+0.75×4×32.5+0.72×11.79×22.5)+224.94 =1014.97kN
Q k'=184.31kN≤R a'=1014.97kN
满足要求！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：A s=nπd2/4=14×3.14×222/4=5322mm2
(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=1682.78kN
ψc f c A p+0.9f y'A s'=(0.75×14×0.5×106 + 0.9×(300×5321.86))×10-3=6987.53kN
Q=1682.78kN≤ψc f c A p+0.9f y'A s'=6987.53kN
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=248.81kN
f y A S=300×5321.86×10-3=1596.56kN
Q'=248.81kN≤f y A S=1596.56kN
满足要求！
4、桩身构造配筋计算
A s/A p×100%=(5321.86/(0.5×106))×100%=1.06%≥0.45%
