13号塔吊矩形板式桩基础计算书Word下载.docx
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73=98.55
竖向荷载设计值F(kN)
681.75+98.55=780.3
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk=1.35×
29=39.15
倾覆力矩设计值M(kN·
1.35Mk=1.35×
1842=2486.7
竖向荷载设计值F'
1.35Fk'
=1.35×
水平荷载设计值Fv'
1.35Fvk'
107=144.45
倾覆力矩设计值M'
1.35Mk'
1976=2667.6
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1.5
承台长l(m)
5
承台宽b(m)
承台长向桩心距al(m)
3.2
承台宽向桩心距ab(m)
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'
(m)
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
否
承台底标高d1(m)
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'
γ'
)=5×
5×
(1.5×
25+0×
19)=937.5kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.35Gk=1.35×
937.5=1265.625kN
桩对角线距离:
L=(ab2+al2)0.5=(3.22+3.22)0.5=4.525m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk'
+Gk)/n=(505+937.5)/4=360.625kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk'
+Gk)/n+(Mk'
+FVk'
h)/L
=(505+937.5)/4+(1976+107×
1.5)/4.525=832.729kN
Qkmin=(Fk'
+Gk)/n-(Mk'
=(505+937.5)/4-(1976+107×
1.5)/4.525=-111.479kN
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'
+Fv'
=(681.75+1265.625)/4+(2667.6+144.45×
1.5)/4.525=1124.185kN
Qmin=(F'
+G)/n-(M'
=(681.75+1265.625)/4-(2667.6+144.45×
1.5)/4.525=-150.497kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩类型
灌注桩
桩直径d(mm)
600
桩混凝土强度等级
桩基成桩工艺系数ψC
0.75
桩混凝土自重γz(kN/m3)
桩混凝土保护层厚度б(mm)
桩底标高d2(m)
-18
桩有效长度lt(m)
18
桩配筋
桩身普通钢筋配筋
HRB40012Φ16
自定义桩身承载力设计值
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es(N/mm2)
200000
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
最大裂缝宽度ωlim(mm)
0.2
裂缝控制等级
三级
地基属性
地下水位至地表的距离hz(m)
1.33
自然地面标高d(m)
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.32
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特征值qsia(kPa)
端阻力特征值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特征值fak(kPa)
①2素填土
1.2
150
0.5
③1黏土
0.8
16
100
0.7
④1黏土
2.5
20
3500
120
⑤1黏土
15
1900
⑥3粉土
1.9
26
4000
130
⑦粉质黏土
2.9
21
⑧1粉质黏土
3.5
24
250
⑨1粉质黏土
3.3
160
⑨2粉砂
7.1
37.5
500
190
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长:
u=πd=3.14×
0.6=1.885m
桩端面积:
Ap=πd2/4=3.14×
0.62/4=0.283m2
承载力计算深度:
min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m
fak=(0.8×
100+0.5×
120)/2.5=140/2.5=56kPa
承台底净面积:
Ac=(bl-nAp)/n=(5×
5-4×
0.283)/4=5.967m2
复合桩基竖向承载力特征值:
Ra=ψuΣqsia·
li+qpa·
Ap+ηcfakAc=0.8×
1.885×
(0.8×
16+2.5×
20+4×
15+1.9×
26+2.9×
21+3.5×
24+1.2×
26)+250×
0.283+0.32×
56×
5.967=702.915kN
Qk=360.625kN≤Ra=702.915kN
Qkmax=832.729kN≤1.2Ra=1.2×
702.915=843.498kN
满足要求!
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-111.479kN<
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:
Qk'
=111.479kN
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:
Gp=((d1-d+hz)γz+(lt-(d1-d+hz))(γz-10))Ap=((0-0+1.33)×
25+(18-(0-0+1.33))×
(25-10))×
0.283=80.174kN
Ra'
=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×
(0.7×
0.8×
16+0.7×
2.5×
20+0.7×
4×
15+0.7×
1.9×
26+0.7×
2.9×
21+0.7×
3.5×
24+0.7×
1.2×
26)+80.174=447.831kN
Qk'
=111.479kN≤Ra'
=447.831kN
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积:
As=nπd2/4=12×
3.142×
162/4=2413mm2
(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=Qmax=1124.185kN
ψcfcAp+0.9fy'
As'
=(0.75×
16.7×
0.283×
106+0.9×
(360×
2412.743))×
10-3=4326.304kN
Q=1124.185kN≤ψcfcAp+0.9fy'
=4326.304kN
(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'
=-Qmin=150.497kN
fyAs=(360×
2412.743)×
10-3=868.588kN
Q'
=150.497kN≤fyAs=868.588kN
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×
100%=(2412.743/(0.283×
106))×
100%=0.853%≥0.65%
5、裂缝控制计算
裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。
(1)、纵向受拉钢筋配筋率
有效受拉混凝土截面面积:
Ate=d2π/4=6002π/4=282743mm2
As/Ate=2412.743/282743=0.009<
0.01
取ρte=0.01
(2)、纵向钢筋等效应力
σsk=Qk'
/As=111.479×
103/2412.743=46.204N/mm2
(3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)=1.1-0.65×
2.2/(0.01×
46.204)=-1.995
取ψ=0.2
(4)、受拉区纵向钢筋的等效直径
dep=Σnidi2/Σniνidi=(12×
162+)/(12×
1×
16)=16mm
(5)、最大裂缝宽度
ωmax=αcrψσsk(1.9c+0.08dep/ρte)/Es=2.7×
0.2×
46.204×
(1.9×
50+0.08×
16/0.01)/200000=0.028mm≤ωlim=0.2mm
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ25@200
承台底部短向配筋
承台顶部长向配筋
承台顶部短向配筋
1、荷载计算
承台计算不计承台及上土自重:
Fmax=F/n+M/L
=681.75/4+2667.6/4.525=759.899kN
Fmin=F/n-M/L
=681.75/4-2667.6/4.525=-419.024kN
承台底部所受最大弯矩:
Mx=Fmax(ab-B)/2=759.899×
(3.2-1.6)/2=607.92kN.m
My=Fmax(al-B)/2=759.899×
承台顶部所受最大弯矩:
M'
x=Fmin(ab-B)/2=-419.024×
(3.2-1.6)/2=-335.22kN.m
y=Fmin(al-B)/2=-419.024×
计算底部配筋时:
承台有效高度:
h0=1500-50-25/2=1438mm
计算顶部配筋时:
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=681.75/4+2667.6/4.525=759.899kN
受剪切承载力截面高度影响系数:
βhs=(800/1438)1/4=0.864
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:
a1b=(ab-B-d)/2=(3.2-1.6-0.6)/2=0.5m
a1l=(al-B-d)/2=(3.2-1.6-0.6)/2=0.5m
剪跨比:
λb'
=a1b/h0=500/1438=0.348,取λb=0.348;
λl'
=a1l/h0=500/1438=0.348,取λl=0.348;
承台剪切系数:
αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.348+1)=1.299
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.348+1)=1.299
βhsαbftbh0=0.864×
1.299×
1.57×
103×
1.438=12659.148kN
βhsαlftlh0=0.864×
V=759.899kN≤min(βhsαbftbh0,βhsαlftlh0)=12659.148kN
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:
B+2h0=1.6+2×
1.438=4.476m
ab=3.2m≤B+2h0=4.476m,al=3.2m≤B+2h0=4.476m
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=My/(α1fcbh02)=607.92×
106/(1×
5000×
14382)=0.004
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×
0.004)0.5=0.004
γS1=1-ζ1/2=1-0.004/2=0.998
AS1=My/(γS1h0fy1)=607.92×
106/(0.998×
1438×
360)=1177mm2
最小配筋率:
ρ=0.15%
承台底需要配筋:
A1=max(AS1,ρbh0)=max(1177,0.0015×
1438)=10785mm2
承台底长向实际配筋:
AS1'
=12763mm2≥A1=10785mm2
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/(α2fclh02)=607.92×
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×
γS2=1-ζ2/2=1-0.004/2=0.998
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=607.92×
A2=max(AS2,ρlh0)=max(1177,0.0015×
承台底短向实际配筋:
AS2'
=12763mm2≥A2=10785mm2
(3)、承台顶面长向配筋面积
αS1=M'
y/(α1fcbh02)=335.22×
14382)=0.002
0.002)0.5=0.002
γS1=1-ζ1/2=1-0.002/2=0.999
AS3=M'
y/(γS1h0fy1)=335.22×
106/(0.999×
360)=649mm2
承台顶需要配筋:
A3=max(AS3,ρbh0,0.5AS1'
)=max(649,0.0015×
1438,0.5×
12763)=10785mm2
承台顶长向实际配筋:
AS3'
=12763mm2≥A3=10785mm2
(4)、承台顶面短向配筋面积
αS2=M'
x/(α2fclh02)=335.22×
γS2=1-ζ2/2=1-0.002/2=0.999
AS4=M'
x/(γS2h0fy1)=335.22×
A4=max(AS4,ρlh0,0.5AS2'
)=max(649,0.0015×
1438,0.5×
承台顶面短向配筋:
AS4'
=12763mm2≥A4=10785mm2
(5)、承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向HRB40010@600。
六、配筋示意图
承台配筋图
桩配筋图
基础立面图
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