固定端塔吊板式基础计算书.docx
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固定端塔吊板式基础计算书
矩形板式基础计算书
计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术标准》JGJ/T187-2019
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63B-中联重科
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)
60
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1
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Fk1(kN)
464.1
起重荷载标准值Fqk(kN)
47.1
竖向荷载标准值Fk(kN)
511.2
水平荷载标准值Fvk(kN)
18.3
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
1335
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
464.1
水平荷载标准值Fvk'(kN)
73.9
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
1552
2、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)
1.35Fk1=1.35×464.1=626.535
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35Fqk=1.35×47.1=63.585
竖向荷载设计值F(kN)
626.535+63.585=690.12
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk=1.35×18.3=24.705
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk=1.35×1335=1802.25
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'=1.35×464.1=626.535
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'=1.35×73.9=99.765
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk'=1.35×1552=2095.2
三、基础验算
基础布置图
基础布置
基础长l(m)
5.5
基础宽b(m)
5.5
基础高度h(m)
1.4
基础参数
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γc(kN/m3)
24
基础上部覆土厚度h’(m)
0
基础上部覆土的重度γ’(kN/m3)
19
基础混凝土保护层厚度δ(mm)
50
地基参数
修正后的地基承载力特征值fa(kPa)
160
基础及其上土的自重荷载标准值:
Gk=blhγc=5.5×5.5×1.4×24=1016.4kN
基础及其上土的自重荷载设计值:
G=1.35Gk=1.35×1016.4=1372.14kN
荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:
Mk''=1552kN·m
Fvk''=Fvk'/1.2=73.9/1.2=61.583kN
荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:
M''=2095.2kN·m
Fv''=Fv'/1.2=99.765/1.2=83.138kN
基础长宽比:
l/b=5.5/5.5=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:
Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=1552×5.5/(5.52+5.52)0.5=1097.43kN·m
Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=1552×5.5/(5.52+5.52)0.5=1097.43kN·m
1、偏心距验算
(1)、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:
Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=(464.1+1016.4)/30.25-1097.43/27.729-1097.43/27.729=-30.211<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
(2)、偏心距验算
偏心距:
e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(1552+73.9×1.4)/(464.1+1016.4)=1.118m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离:
a=(5.52+5.52)0.5/2-1.118=2.771m
偏心距在x方向投影长度:
eb=eb/(b2+l2)0.5=1.118×5.5/(5.52+5.52)0.5=0.791m
偏心距在y方向投影长度:
el=el/(b2+l2)0.5=1.118×5.5/(5.52+5.52)0.5=0.791m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离:
b'=b/2-eb=5.5/2-0.791=1.959m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离:
l'=l/2-el=5.5/2-0.791=1.959m
b'l'=1.959×1.959=3.839m2≥0.125bl=0.125×5.5×5.5=3.781m2
满足要求!
2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时,基础底面边缘压力值
Pkmin=-30.211kPa
Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(464.1+1016.4)/(3×1.959×1.959)=128.55kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(464.1+1016.4)/(5.5×5.5)=48.942kN/m2
4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
fa=160.00kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
Pk=48.942kPa≤fa=160kPa
满足要求!
(3)、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=128.55kPa≤1.2fa=1.2×160=192kPa
满足要求!
5、基础抗剪验算
基础有效高度:
h0=h-δ=1400-(50+20/2)=1340mm
X轴方向净反力:
Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(464.100/30.250-(1552.000+61.583×1.400)/27.729)=-59.045kPa
Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(464.100/30.250+(1552.000+61.583×1.400)/27.729)=100.469kPa
假设Pxmin=0,偏心安全,得
P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((5.500+1.000)/2)×100.469/5.500=59.368kPa
Y轴方向净反力:
Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(464.100/30.250-(1552.000+61.583×1.400)/27.729)=-59.045kPa
Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(464.100/30.250+(1552.000+61.583×1.400)/27.729)=100.469kPa
假设Pymin=0,偏心安全,得
P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((5.500+1.000)/2)×100.469/5.500=59.368kPa
基底平均压力设计值:
px=(Pxmax+P1x)/2=(100.469+59.368)/2=79.918kPa
py=(Pymax+P1y)/2=(100.469+59.368)/2=79.918kPa
基础所受剪力:
Vx=|px|(b-B)l/2=79.918×(5.5-1)×5.5/2=988.99kN
Vy=|py|(l-B)b/2=79.918×(5.5-1)×5.5/2=988.99kN
X轴方向抗剪:
h0/l=1340/5500=0.244≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1340/1000=30769.75kN≥Vx=988.99kN
满足要求!
Y轴方向抗剪:
h0/b=1340/5500=0.244≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5500×1340/1000=30769.75kN≥Vy=988.99kN
满足要求!
四、基础配筋验算
基础底部长向配筋
HRB335Φ20@160
基础底部短向配筋
HRB335Φ20@160
基础顶部长向配筋
HRB335Φ20@160
基础顶部短向配筋
HRB335Φ20@160
1、基础弯距计算
基础X向弯矩:
MⅠ=(b-B)2pxl/8=(5.5-1)2×79.918×5.5/8=1112.614kN·m
基础Y向弯矩:
MⅡ=(l-B)2pyb/8=(5.5-1)2×79.918×5.5/8=1112.614kN·m
2、基础配筋计算
(1)、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=1112.614×106/(1×16.7×5500×13402)=0.007
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.007)0.5=0.007
γS1=1-ζ1/2=1-0.007/2=0.997
AS1=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=1112.614×106/(0.997×1340×300)=2777mm2
基础底需要配筋:
A1=max(2777,ρbh0)=max(2777,0.0015×5500×1340)=11055mm2
基础底长向实际配筋:
As1'=11113.384mm2≥A1=11055mm2
满足要求!
(2)、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=1112.614×106/(1×16.7×5500×13402)=0.007
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.007)0.5=0.007
γS2=1-ζ2/2=1-0.007/2=0.997
AS2=|MⅠ|/(γS2h0fy2)=1112.614×106/(0.997×1340×300)=2777mm2
基础底需要配筋:
A2=max(2777,ρlh0)=max(2777,0.0015×5500×1340)=11055mm2
基础底短向实际配筋:
AS2'=11113.384mm2≥A2=11055mm2
满足要求!
(3)、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋:
AS3'=11113.384mm2≥0.5AS1'=0.5×11113.384=5556.692mm2
满足要求!
(4)、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋:
AS4'=11113.384mm2≥0.5AS2'=0.5×11113.384=5556.692mm2
满足要求!
(5)、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向HPB30010@160。
五、配筋示意图
基础配筋图
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