1、矩形格构式基础计算书资料矩形格构式基础计算书 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 6、建筑结构荷载规范GB50009-2012 一、塔机属性塔机型号QTZ63(TC5610)-中联重科塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40.5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
2、(kN)202.7起重臂自重G1(kN)62.5起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)28小车和吊钩自重G2(kN)4.9小车最小工作幅度RG2(m)2.5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)13.7最大起重力矩M2(kN.m)630平衡臂自重G3(kN)45平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.4平衡块自重G4(kN)146平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)12.2 2、风荷载标准值k(kN/m2)工程所在地浙江 杭州市基本风压0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态0.45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
3、、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)风振系数z工作状态1.586非工作状态1.643风压等效高度变化系数z1.297风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.95风向系数1.2塔身前后片桁架的平均充实率00.35风荷载标准值k(kN/m2)工作状态0.81.21.5861.951.2970.20.77非工作状态0.81.21.6431.951.2970.451.795 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)202.7+62.5+4.9+45+146461.1起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)461.1+60521.1水平荷载标准值Fvk(
4、kN)0.770.351.64318.542倾覆力矩标准值Mk(kNm)62.528+4.913.7-456.4-14612.2+0.9(630+0.518.54243)673.718非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk1461.1水平荷载标准值Fvk(kN)1.7950.351.64343.224倾覆力矩标准值Mk(kNm)62.528+4.92.5-456.4-14612.2+0.543.22443622.366 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)1.2Fk11.2461.1553.32起重荷载设计值FQ(kN)1.4Fqk1.46084竖向荷载设计值F(k
5、N)553.32+84637.32水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.418.54225.959倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(62.528+4.913.7-456.4-14612.2)+1.40.9(630+0.518.54243)993.619非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.2461.1553.32水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.443.22460.514倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(62.528+4.92.5-456.4-14612.2)+1.40.543.22443932.702 三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.35承台长l
6、(m)4承台宽b(m)4承台长向桩心距al(m)2.4承台宽向桩心距ab(m)2.4桩直径d(mm)800桩间侧阻力折减系数0.8承台参数承台混凝土等级C35承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土的重度(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁否格构式钢柱总重Gp2(kN)20承台底标高d1(m)-2.05基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=44(1.3525+019)=540kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2540=648kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(2.42+2.
7、42)0.5=3.394m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk+Gp2)/n=(521.1+540+20)/4=270.275kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk+Gp2)/n+(Mk+FVk(H0-hr+h/2)/L =(521.1+540+20)/4+(673.718+18.542(1.35+9-3.8-1.35/2)/3.394=500.866kN Qkmin=(Fk+Gk+Gp2)/n-(Mk+FVk(H0-hr+h/2)/L =(521.1+540+20)/4-(673.718+18.542(1.35+9-3.8-1.35/2)/
8、3.394=39.684kN 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+1.35Gp2)/n+(M+Fv(H0-hr+h/2)/L =(637.32+648+1.3520)/4+(993.619+25.959(1.35+9-3.8-1.35/2)/3.394=665.761kN Qmin=(F+G+1.35Gp2)/n-(M+Fv(H0-hr+h/2)/L =(637.32+648+1.3520)/4-(993.619+25.959(1.35+9-3.8-1.35/2)/3.394=-9.601kN 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
9、边长a(mm)470格构式钢柱长度H0(m)9缀板间净距l01(mm)450格构柱伸入灌注桩的锚固长度hr(m)3.8格构柱分肢参数格构柱分肢材料L140X10分肢材料截面积A0(cm2)27.37分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm)2.78格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4)514.65分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0(cm)3.82分肢材料屈服强度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47027010格构式钢柱缀件截面积A1x(mm2)2700缀件钢板抗弯强度设计值f(N/mm2)215缀件钢板抗剪强度设计值(N/m
10、m2)125焊缝参数角焊缝焊脚尺寸hf(mm)10焊缝计算长度lf(mm)550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=4I0+A0(a/2-Z0)2=4514.65+27.37(47.00/2-3.82)2=44460.467cm4 整个构件长细比：x=y=H0/(I/(4A0)0.5=900/(44460.467/(427.37)0.5=44.66 分肢长细比：1=l01/iy0=45.00/2.78=16.187 分肢毛截面积之和：A=4A0=427.37102=10948mm2 格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：0 m
11、ax=(x2+12)0.5=(44.662+16.1872)0.5=47.503 0max=47.503=150 满足要求！ 2、格构式钢柱分肢的长细比验算 1=16.187min(0.50max，40)=min(0.550，40)=25 满足要求！ 3、格构式钢柱受压稳定性验算 0max(fy/235)0.5=50(235/235)0.5=50 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：=0.856 Qmax/(A)=665.761103/(0.85610948)=71.041N/mm2f=215N/mm2 满足要求！ 4、缀件验算 缀件所受剪力：V=Af(fy
12、/235)0.5/85=1094821510-3(235/235)0.5/85=27.692kN 格构柱相邻缀板轴线距离：l1=l01+27=45.00+27=72cm 作用在一侧缀板上的弯矩：M0=Vl1/4=27.6920.72/4=4.985kNm 分肢型钢形心轴之间距离：b1=a-2Z0=0.47-20.0382=0.394m 作用在一侧缀板上的剪力：V0=Vl1/(2b1)=27.6920.72/(20.394)=25.328kN = M0/(bh2/6)=4.985106/(102702/6)=41.025N/mm2f=215N/mm2 满足要求！ =3V0/(2bh)=325.3
13、28103/(210270)=14.071N/mm2=125N/mm2 满足要求！ 角焊缝面积：Af=0.7hflf=0.810550=3850mm2 角焊缝截面抵抗矩：Wf=0.7hflf2/6=0.7105502/6=352917mm3 垂直于角焊缝长度方向应力：f=M0/Wf=4.985106/352917=14N/mm2 平行于角焊缝长度方向剪应力：f=V0/Af=25.328103/3850=7N/mm2 (f /1.22)2+f2)0.5=(14/1.22)2+72)0.5=13N/mm2ftw=160N/mm2 满足要求！ 根据缀板的构造要求 缀板高度：270mm2/3 b1=2
14、/30.3941000=262mm 满足要求！ 缀板厚度：10mmmax1/40b1，6= max1/400.3941000，6=10mm 满足要求！ 缀板间距：l1=720mm2b1=20.3941000=787mm 满足要求！ 线刚度：缀板/分肢=4102703/(12(470-238.2)/(514.65104/720)=23.326 满足要求！ 五、桩承载力验算桩参数桩类型灌注桩桩直径d(mm)800桩混凝土强度等级C25桩基成桩工艺系数C0.75桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)50桩底标高d2(m)-25桩有效长度lt(m)18.425桩配筋自定义桩身承载力
15、设计值否桩混凝土类型钢筋混凝土桩身普通钢筋配筋HRB400 1422桩裂缝计算钢筋弹性模量Es(N/mm2)200000法向预应力等于零时钢筋的合力Np0(kN)11最大裂缝宽度lim(mm)0.2普通钢筋相对粘结特性系数V1预应力钢筋相对粘结特性系数V0.8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)-0.9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)杂填土5.2000.8-素填土0.7000.8-粉质黏土1.733.80.560.8-淤泥质土12.310.850.450.8-粉质黏土1.862.
16、831.290.8-粘性土14.2114.352.510.8-细砂385.1511.440.8-砾砂127019000.8- 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=d=3.140.8=2.513m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.82/4=0.503m2 Ra=uqsiali+qpaAp =0.82.513(1.733.8+12.310.85+1.862.83+2.4114.35)+2.510.503=1164.303kN Qk=270.275kNRa=1164.303kN Qkmax=500.866kN1.2Ra=1.2
17、1164.303=1397.164kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=39.684kN0 不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！ 3、桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd2/4=143.142222/4=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=Qmax=665.761kN cfcAp+0.9fyAs=(0.7511.90.503106 + 0.9(3605321.858)10-3=6213.557kN Q=665.761kNcfcAp+0.9fyAs=6213.557kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力
18、Qkmin=39.684kN0 不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！ 4、桩身构造配筋计算 As/Ap100%=(5321.858/(0.503106)100%=1.058%0.45% 满足要求！ 5、裂缝控制计算 Qkmin=39.684kN0 不需要进行裂缝控制计算！ 六、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB400 22160承台底部短向配筋HRB400 22160承台顶部长向配筋HRB400 22160承台顶部短向配筋HRB400 22160 1、荷载计算 承台有效高度：h0=1350-50-22/2=1289mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(665.761+(-9.601)3
19、.394/2=1113.54kNm X方向：Mx=Mab/L=1113.542.4/3.394=787.392kNm Y方向：My=Mal/L=1113.542.4/3.394=787.392kNm 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=637.32/4 + 993.619/3.394=452.078kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1289)1/4=0.888 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(2.4-1.6-0.8)/2=0m a1l=(al-B-d)/2=(2.4-1.6-0.8)/2=0m 剪跨比：b=a1b/h0=0/1289=0，取b=
20、0.25； l= a1l/h0=0/1289=0，取l=0.25； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.25+1)=1.4 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.25+1)=1.4 hsbftbh0=0.8881.41.5710341.289=10058.885kN hslftlh0=0.8881.41.5710341.289=10058.885kN V=452.078kNmin(hsbftbh0， hslftlh0)=10058.885kN 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+21.289=4.178m ab=2.4mB+2h0=4
21、.178m，al=2.4mB+2h0=4.178m 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 S1= My/(1fcbh02)=787.392106/(1.0316.7400012892)=0.007 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.007)0.5=0.007 S1=1-1/2=1-0.007/2=0.997 AS1=My/(S1h0fy1)=787.392106/(0.9971289360)=1703mm2 最小配筋率：=0.15% 承台底需要配筋：A1=max(AS1, bh0)=max(1703,0.0015400
22、01289)=7734mm2 承台底长向实际配筋：AS1=9884mm2A1=7734mm2 满足要求！ (2)、承台底面短向配筋面积 S2= Mx/(2fcbh02)=787.392106/(1.0316.7400012892)=0.007 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.007)0.5=0.007 S2=1-2/2=1-0.007/2=0.997 AS2=Mx/(S2h0fy1)=787.392106/(0.9971289360)=1703mm2 最小配筋率：=0.15% 承台底需要配筋：A2=max(1703, lh0)=max(1703,0.001540001289)=7
23、734mm2 承台底短向实际配筋：AS2=9884mm2A2=7734mm2 满足要求！ (3)、承台顶面长向配筋面积 承台顶长向实际配筋：AS3=9884mm20.5AS1=0.59884=4942mm2 满足要求！ (4)、承台顶面短向配筋面积 承台顶长向实际配筋：AS4=9884mm20.5AS2=0.59884=4942mm2 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10500。 七、下承台计算基础布置下承台长l(m)4下承台宽b(m)4下承台高度h(m)0.4下承台参数下承台混凝土等级C35下承台混凝土自重C(kN/m3)25下承台上部覆土厚度h(m)0下承台
24、上部覆土的重度(kN/m3)18下承台混凝土保护层厚度(mm)50承台配筋承台底部长向配筋HRB335 12200承台底部短向配筋HRB335 12200承台顶部长向配筋HRB335 12200承台顶部短向配筋HRB335 12200 (1)、板底面长向配筋面积 板底需要配筋：AS1=bh0=0.00154000344=2064mm2 承台底长向实际配筋：AS1=2376mm2AS1=2064mm2 满足要求！ (2)、板底面短向配筋面积 板底需要配筋：AS2=lh0=0.00154000344=2064mm2 承台底短向实际配筋：AS2=2376mm2AS2=2064mm2 满足要求！ (3)、板顶面长向配筋面积 承台顶长向实际配筋：AS3=2376mm20.5AS1=0.52376=1188mm2 满足要求！ (4)、板顶面短向配筋面积 承台顶短向实际配筋：AS4=2376mm20.5AS2=0.52376=1188mm2 满足要求！ 八、示意图上承台配筋图 桩配筋图 格构柱详图 格构柱截面图 格构柱止水片详图 柱肢安装接头详图 水平剪刀撑布置图 基础立面图
