矩形格构式基础计算书.docx

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/T187-20092、混凝土结构设计规范GB50010-20103、建筑桩基技术规范JGJ94-20084、建筑地基基础设计规范GB50007-20115、钢结构设计规范GB50017-2003一、塔机属性塔机型号QTZ80(浙江建机)塔机独立状态的最大起吊高度H(Xm)40塔机独立状态的计算高度H(m)40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1、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机臼重标准值Fd(kN)509起重荷载标准值Fq(kN)60竖向荷载标准值FHkN)569水平荷载标准值Fvk(kN)31倾覆力矩标准值Mk(kNm)1039非工作状态竖向荷载标准值Fk'(kN)509水平荷载标准值Fvk'(kN)71倾覆力矩标准值Mk'(kNm)16682、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F(kN)1.35Fki=1.35×509=687.l5起重荷载设计值FQ(kN)L35FQk=1.35x60=81竖向荷载设计值F(kN)687.15+81=768.15水平荷载设计值FWkN)1.35FVk=I.35x31=41.85倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk=1.35x1039=1402.65非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.35Fk=I.35x509=687.15水平荷载设计值Fv'(kN)1.35Fvk'=135×71=95.85倾覆力矩设计值M<kNm)1.35Mk=135×1668=2251.8三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.25承台长l(m)4.4承台宽b(m)4.4承台长向桩心距a(m)2.6承台宽向桩心距ab(m)2.6桩直径d(m)0.8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HMc(kNm3)25承台上部覆土厚度H(m)0承台上部莅土的重度'(kNm3)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(m)-3.45基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值：Gk=bl(hc+h',)=4.4×4.4×(1.25×25÷0×19)=605kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×605=816.75kN桩对角线距离：L=(ab2+a2)05=(2.62÷2.62)05=3.677m1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk+Gp2)n=(5O9+6O5+2O)4=283.5kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk+Gp2)n+(Mk+Fvk(Ho-hr+h2)L=(509+605+20)/4+(1668+71×(1.25+5-3-1.252)3.677=787.824kNQkmin=(Fk+Gk+Gp2)/n(Mk+Fvk(Ho-hr+h)L=(509+605+20)/4-(1668+71×(1.25+5-3-1.252)3.677=-220.824kN2、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+1.35×Gp2)n+(M+Fv(Ho-hr+h2)L=(687.15+816.75+1.35×20)4+(2251.8+95.85×(1.25+5-3-1.25/2)/3.677=1063.562kNQmin三(F+G+1.35×Gp2)11-(M+Fv(Ho-hr+h2)L=(687.15+816.75+1.35×20)4-(2251.8+95.85×(1.25+5-3-1.25/2)/3.677=-298.112kN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Ho(m)5缀板间净距01(mm)300格构柱伸入灌注桩的锚固长度hr(m)3格构柱分肢参数格构柱分肢材料LI25X12分肢材料截面积Ao(Cm2)28.91分肢对最小刚度轴的回转半径ijO(cm)2.46格构柱分肢平行于对称轴惯性矩IO(Cm4)423.16分肢形心轴距分肢外边缘距离ZO(Cm)3.53分肢材料屈服强度fy(Nmm2)235分肢材料抗拉、压强度设计值f(Nmm2)215格构柱缀件参数格构式钢柱缀件材料400×300×10格构式钢柱缀件截面积Ab(mm2)3000缀件钢板抗弯强度设计值f(Nmm2)215缀件钢板抗剪强度设计值(Wmm2)125焊缝参数角焊缝焊脚尺寸hHmm)10焊缝计尊长度Mmm)490焊缝强度设计值fiw(Nmn?)1601、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=4Io+Ao(a2-Zo)2l=4×f423.16+28.9l×(46.002-3.53)2=45529.555cm4整个构件长细比：=y=H(I(4Ao)o5=5OO(45529.555(4×28.91)05=25.199分肢长细比：=loiyo=30.002.46=12.195分肢毛截面积之和：A=4Ao=4×28.91×102=11564mm2格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：筋max=(2+2)05=(25.1992+l2.1952)05=27.995max=27.995=150满足要求！2、格构式钢柱分肢的长细比验算=12.195<rnin(O.5omax,40)=min(0.5×50,40)=25满足要求！3、格构式钢柱受压稳定性验算omax(fy235)o-5=50×(235235)o5=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：=0.856Q111a(A)=1063.562×103(0.856×11564)=107.444Nmm215Nmm2满足要求！4、缀件验算缀件所受剪力：V=Af(fy235)0-585=11564×215×10-3×(235235)o-585=29.25kN格构柱相邻缀板轴线距离：h=lo+3O=3O.OO+3O=6OCm作用在一侧缀板上的弯矩：MO=Vh4=29.25x0.64=4.388kNm分肢型钢形心轴之间距离：b=a-2Zo=O.46-2×O.O353=O.389m作用在一侧缀板上的剪力：V0=Vl(2b)=29.25×0,6(2×0.389)=22.535kN=M0(bh26)=4.388×106(l0×30026)=29.25Nmm2<f215Nmm2满足要求！=3V0(2bh)=3×22.535×103(2×10×300)=l1.267Nmm2<=125Nmm2满足要求！角焊缝面积：A尸0.7hd尸0.8x10x490=343Omm2角焊缝截面抵抗矩：Wf=0.7hflf26=0.7×10×49026=280117mm3垂直于角焊缝长度方向应力：MoWF4.388×106280117=16Nmm2平行于角焊缝长度方向剪应力：1=V0Al=22.535×1033430=7Nmm2(f1.22)2+r)0,5=(16/1.22)2+72)0-5=14Nmm2fiw=l60Nmm2满足要求！根据缀板的构造要求缀板高度：300mm23b=23×0.389×1000=260mm满足要求！缀板厚度：10mm>maxl40b,6=maxl40×0.389×1000,6=IOmm满足要求！缀板间距：11=60Omm2b=2×0.389×1000=779mm满足要求！线刚度：Z缀板/分肢二4x10×3003(l2x(460-2×35.3)(423.16×104600)=32,771>6满足要求！五、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级C30桩基成桩工艺系数C0.75槌混凝土自重z(kN?)25桩混凝土保护层厚度6(mm)35桩底标高(m)-25桩有效长度h(m)20.175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IIRB4001216地基属性地卜冰位至地表的距离hz(m)0.5自然地面标高(m)-1.63是否考虑承台效应否士名称土层厚度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)素填土1.1000.6-粘性土0.6Il00.6-淤泥1.9500.6-粘性土1.5700.8-淤泥质土10.9500.6-粉质粘土9.3234100.8-粉质粘土5.2183200.8-全风化岩0.73611300.8-强风化岩0.55023000.8-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=3.14x0.8=2.513m桩端面积：Ap=d24=3.14×0.824=0.503m2Ra=uqsiali+qpaAp=0.8×2.513×(0.405×5+1.5×7+10.9×5+7.37×23)+410×0.503=681.67kNQk=283.5kN<Ra=681.67kNQkmaX=787.824kN1.2Ra=1.2×681.67=818.004kN满足要求！2、桩基竖向抗拔承载力计算Qkmin=220.824kN<0按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk,=220.824kN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=ItAp(z-10)=20.175×0.503×(25-10)=152.116kNRa,=uiqsiali+Gp=0.8×2.513×(0.6×0.405×5+O.8×1.5×7+0.6×10.9×5+0.8×7.37×23)÷l52.116=509.85IkNQk,=220.824kN<'=509.851kN满足要求！3、桩身承载力计算纵向普通钢筋截面面积：As=nd24=12×3.142×1624=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=Qma=1063.562kNcfcAp+0.9fy,As'=(0.75×14×0.503×106+0.9×(360×2412.743)×10-3=6259.561kNQ=1063.562kN<cflAp+0.9fy'As,=6259.561kN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'=-Qmin=298.112kNfyAs=360×2412.743×1OJ868.588kNQ,=298.112kN0As=868.588kN满足要求！4、桩身构造配筋计算AAp×100%=(2412.743(0.503×106)×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IIRB40022160承台底部短向配筋HRB40022160承台顶部长向配筋HRB40018(g200承台顶部短向配筋HRB400182001、荷载计算承台有效高度：ho=1250-50-22/2=1189mmM二(QmaX+Qmin)L2=(1063.562+(298.112)x3.677/2=1407.263kNmX方向：Mx=MabL=1407.263×2.63.677=995.085kNmY方向：My=MaL=1407.263×2.63.677=995.085kNm2、受剪切计算V=Fn+ML=687.154+2251.8/3.677=784.196kN受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(8001189),z4=0.906塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：ab=(ab-B-d)2=(2.6-1.6-0.8)/2=0.1ma=(a-B-d)2=(2.6-1.6-0.8)/2=0.1m剪跨比：b,=abho=lOOl189=0.084,取M=O.25；=anho=lOOl189=0.084,取=0.25;承台剪切系数：b=1.75(b÷1)=1.75/(0.25+1)=1.4a=1.75(+1)=1.75/(0.25+1)=1.4hsbftbho=0.906×1.4×1.57×103×4.4×1.189=10414.52kNhsaftlho=O.9O6×1.4×1.57×103×4.4×1.189=10414.52kNV=784.196kN<min(hsabftbho,PhSaIGho)=10414.52kN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+2×1.189=3.978mab=2.6m<B+2ho=3.978m,a=2.6m<B+2ho=3.978m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s=My(afcbho2)=995.O85×106(1.03×16.7×4400×11892)=0.009=l-(l-2as)05=1-(1-2×0.009)°5=0.009s=1-2=1-0.009/2=0.995As=My(shofy)=995.O85×106(0.995×1189×360)=2336mm2最小配筋率：p=max(0.2,45ftfy)=max(0.2,45×1.57360)=max(0.2,0.196)=0.2%梁底需要K!筋：A=max(As,pbho)=max(2336,O.OO2×44OO×l189)=10464mm2承台底长向实际配筋：Asi-10834mm2A=l0464mm2满足要求！(2)、承台底面短向配筋面积s2=M(a2fcbho2)=995.O85×106(1.03×16.7×4400×11892)=0.0092=1-(1-2as2)05=l-(l-2×0.009)°5=0.009s2=l-2=1-0.009/2=0.995As2=Mx(s2hofy)=995.O85×lO6(O.995×1189×360)=2336mm2最小配筋率:p=max(0.2,45fi!)=max(0.2,45×1.57360)=max(0.2,0.196)=0.2%梁底需要酉己筋：A2=max(2336,plho)=max(2336,O.OO2×44OO×1189)=10464mm2承台底短向实际配筋：As2-10834mm2>A2=l0464mm2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,=5853mm2>0.5As,=0.5×10834=5417mm2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,=5853mm20.5As2,=0.5×10834=5417mm2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、示意图一昼g-每L125X12与桩第回蚯埠库解总长Id12416钻孔灌注桩详图OgZL四周角钢托,格构柱详图格构柱截面图拼接角钢L125工12IOXIo肢背切角¥125X12拼接角钢L125X12焊接10厚钢构柱分肢L125X12柱肢安装接头详图水平剪刀撑布置图