矩形格构式基础计算书(品茗2014版计算书)

1、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 一、塔机属性塔机型号QTZ60（浙江建机）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塔身桁架结构圆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)251起重臂自重G1(kN)37.4起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)22小车

2、和吊钩自重G2(kN)3.8小车最小工作幅度RG2(m)0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)11.5最小起重荷载Qmin(kN)10最大吊物幅度RQmin(m)50最大起重力矩M2(kNm)Max6011.5，1050690平衡臂自重G3(kN)19.8平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.3平衡块自重G4(kN)89.4平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)11.8 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1.793非工作状态1.611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0.81.21.5861.7931.2970.20.708非工作状态0.81.21.6431.6111.2970.451.483 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)251+37.4+3.8+19.8+89.4401.4起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)401.4+60461.4水平荷载标

4、准值Fvk(kN)0.7080.351.64317.049倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8+0.9(690+0.517.04943)637.738非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk1401.4水平荷载标准值Fvk(kN)1.4830.351.64335.711倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422+3.80-19.86.3-89.411.8+0.535.71143410.926 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)1.2Fk11.2401.4481.68起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk1.4608

5、4竖向荷载设计值F(kN)481.68+84565.68水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.417.04923.869倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.517.04943)955.465非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.2401.4481.68水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.435.71149.995倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422+3.80-19.86.3-89.411.8)+1.40.535.71143646.669 三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承

6、台高度h(m)1.2承台长l(m)4.8承台宽b(m)4.8承台长向桩心距al(m)3.6承台宽向桩心距ab(m)3.6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基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=4.84.8(1.225+019)=691.2kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2691.2=829.44kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.

7、62)0.5=5.091m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk+Gp2)/n=(461.4+691.2+20)/4=293.15kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk+Gp2)/n+(Mk+FVkh)/L =(461.4+691.2+20)/4+(637.738+17.0491.2)/5.091=422.432kN Qkmin=(Fk+Gk+Gp2)/n-(Mk+FVkh)/L =(461.4+691.2+20)/4-(637.738+17.0491.2)/5.091=163.868kN 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

8、： Qmax=(F+G+1.35Gp2)/n+(M+Fvh)/L =(565.68+829.44+1.3520)/4+(955.465+23.8691.2)/5.091=548.827kN Qmin=(F+G+1.35Gp2)/n-(M+Fvh)/L =(565.68+829.44+1.3520)/4-(955.465+23.8691.2)/5.091=162.233kN 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)460格构式钢柱长度H0(m)11.3缀板间净距l01(mm)310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L100X14分肢材料

9、截面积A0(cm2)26.26分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm)1.94格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4)236.53分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0(cm)2.99分肢材料屈服强度fy(N/mm2)215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42430020格构式钢柱缀件截面积A1x(mm2)6000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/mm2)125焊缝参数角焊缝焊脚尺寸hf(mm)10焊缝计算长度lf(mm)464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

10、X、Y轴惯性矩： I=4I0+A0(a/2-Z0)2=4236.53+26.26(46.00/2-2.99)2=43004.147cm4 整个构件长细比：x=y=H0/(I/(4A0)0.5=1130/(43004.147/(426.26)0.5=55.847 分肢长细比：1=l01/iy0=31.00/1.94=15.979 分肢毛截面积之和：A=4A0=426.26102=10504mm2 格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：0 max=(x2+12)0.5=(55.8472+15.9792)0.5=58.088 0max=58.088=150 满足要求！ 2、格构式钢柱分肢的长细比验算 1=

11、15.979min(0.50max，40)=min(0.558.088，40)=29.044 满足要求！ 3、格构式钢柱受压稳定性验算 0max(fy/235)0.5=58.088(215/235)0.5=55.561 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：=0.828 Qmax/(A)=548.827103/(0.82810504)=63.103N/mm2f=215N/mm2 满足要求！ 4、缀件验算 缀件所受剪力：V=Af(fy/235)0.5/85=1050421510-3(215/235)0.5/85=25.413kN 格构柱相邻缀板轴线距离：l1=l

12、01+30=31.00+30=61cm 作用在一侧缀板上的弯矩：M0=Vl1/4=25.4130.61/4=3.876kNm 分肢型钢形心轴之间距离：b1=a-2Z0=0.46-20.0299=0.4m 作用在一侧缀板上的剪力：V0=Vl1/(2b1)=25.4130.61/(20.4)=19.368kN = M0/(bh2/6)=3.876106/(203002/6)=12.918N/mm2f=215N/mm2 满足要求！ =3V0/(2bh)=319.368103/(220300)=4.842N/mm2=125N/mm2 满足要求！ 角焊缝面积：Af=0.7hflf=0.810464=32

13、48mm2 角焊缝截面抵抗矩：Wf=0.7hflf2/6=0.7104642/6=251179mm3 垂直于角焊缝长度方向应力：f=M0/Wf=3.876106/251179=15N/mm2 平行于角焊缝长度方向剪应力：f=V0/Af=19.368103/3248=6N/mm2 (f /1.22)2+f2)0.5=(15/1.22)2+62)0.5=14N/mm2ftw=160N/mm2 满足要求！ 根据缀板的构造要求 缀板高度：300mm2/3 b1=2/30.41000=267mm 满足要求！ 缀板厚度：20mmmax1/40b1，6= max1/400.41000，6=10mm 满足要求

14、！ 缀板间距：l1=610mm2b1=20.41000=800mm 满足要求！ 线刚度：缀板/分肢=4203003/(12(460-229.9)/(236.53104/610)=115.9956 满足要求！ 五、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级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)35桩入土深度lt(m)22桩配筋自定义桩身承载力设计值否桩混凝土类型钢筋混凝土桩身普通钢筋配筋HRB335 1216地基属性地下水位至地表的距离hz(m)0承台埋置深度d(m)1.5是否考虑承台效应否土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端阻力特

15、征值qpa(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)杂填土1351000.7-粘性土7.4243400.7-素填土10182000.7- 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 =2.513(5.85+7.424+3.118)+2000.503=760.014kN Qk=293.15kNRa=760.014kN Qkmax=422.432kN1.2Ra=1.2760.014=912.017kN 满

16、足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=163.868kN0 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=123.142162/4=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=548.827kN cfcAp+0.9fyAs=(0.75120.503106 + 0.9(3002412.743)10-3=5210.017kN Q=548.827kNcfcAp+0.9fyAs=5210.017kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=163.868kN0 不需要进行

17、轴心受拔桩桩身承载力计算！ 4、桩身构造配筋计算 As/Ap100%=(2412.743/(0.503106)100%=0.48%0.45% 满足要求！ 六、承台计算承台配筋承台底部长向配筋RRB400 25200承台底部短向配筋RRB400 25200承台顶部长向配筋HRB335 18200承台顶部短向配筋HRB335 18200 1、荷载计算 承台有效高度：h0=1200-50-25/2=1138mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(548.827+(162.233)5.091/2=1810.063kNm X方向：Mx=Mab/L=1810.0633.6/5.091=1279.908k

18、Nm Y方向：My=Mal/L=1810.0633.6/5.091=1279.908kNm 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=565.68/4 + 955.465/5.091=329.091kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1138)1/4=0.916 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3.6-1.6-0.8)/2=0.6m a1l=(al-B-d)/2=(3.6-1.6-0.8)/2=0.6m 剪跨比：b=a1b/h0=600/1138=0.527，取b=0.527； l= a1l/h0=600/1138=0.527，取l=0.527； 承台

19、剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.527+1)=1.146 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.527+1)=1.146 hsbftbh0=0.9161.1461.271034.81.138=7278.715kN hslftlh0=0.9161.1461.271034.81.138=7278.715kN V=329.091kNmin(hsbftbh0， hslftlh0)=7278.715kN 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+21.138=3.876m ab=3.6mB+2h0=3.876m，al=3.6mB+2h0=3.876m

20、 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)=1279.908106/(1.0511.9480011382)=0.016 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.016)0.5=0.017 S1=1-1/2=1-0.017/2=0.992 AS1=My/(S1h0fy1)=1279.908106/(0.9921138360)=3151mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.27/360)=max(0.2,0.159)=0.2% 梁底需要配筋：A1=max(

21、AS1, bh0)=max(3151,0.00248001138)=10925mm2 承台底长向实际配筋：AS1=12272mm2A1=10925mm2 满足要求！ (2)、承台底面短向配筋面积 S2= Mx/(2fcbh02)=1279.908106/(1.0511.9480011382)=0.016 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.016)0.5=0.017 S2=1-2/2=1-0.017/2=0.992 AS2=Mx/(S2h0fy1)=1279.908106/(0.9921138360)=3151mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.27/360)=max(0.2,0.159)=0.2% 梁底需要配筋：A2=max(9674, lh0)=max(9674,0.00248001138)=10925mm2 承台底短向实际配筋：AS2=12272mm2A2=10925mm2 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=6362mm20.5AS1=0.512272=6136mm2 满足要求！