矩形板式桩基础计算书10.docx

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矩形板式桩基础计算书10

矩形板式桩基础计算书

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

一、塔机属性

塔机型号

QTZ80（TC5610-6）-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）

47

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、桩顶作用效应计算

承台布置

桩数n

4

承台高度h（m）

1.1

承台长l（m）

5

承台宽b（m）

5

承台长向桩心距al（m）

3.6

承台宽向桩心距ab（m）

3.6

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）

0

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）

-6.2

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×（1.1×25+0×19）=687.5kN

承台及其上土的自重荷载设计值：

G=1.35Gk=1.35×687.5=928.125kN

桩对角线距离：

L=（ab2+al2）0.5=（3.62+3.62）0.5=5.091m

1、荷载效应标准组合

轴心竖向力作用下：

Qk=（Fk+Gk）/n=（464.1+687.5）/4=287.9kN

荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：

Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L

=（464.1+687.5）/4+（1552+73.9×1.1）/5.091=608.708kN

Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L

=（464.1+687.5）/4-（1552+73.9×1.1）/5.091=-32.908kN

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+Fvh）/L

=（626.535+928.125）/4+（2095.2+99.765×1.1）/5.091=821.756kN

Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L

=（626.535+928.125）/4-（2095.2+99.765×1.1）/5.091=-44.426kN

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

C30

桩基成桩工艺系数ψC

0.75

桩混凝土自重γz（kN/m3）

25

桩混凝土保护层厚度б（mm）

70

桩底标高d2（m）

-25.2

桩有效长度lt（m）

19

桩配筋

桩身普通钢筋配筋

HPB3007Φ14

自定义桩身承载力设计值

是

桩身承载力设计值

6800

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

是否考虑承台效应

是

承台效应系数ηc

0.1

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

1.7

10

150

0.7

90

粉质粘土

3.1

50

1000

0.7

150

粉土

1.2

26

1000

0.7

150

粉砂

4.4

24

900

0.6

90

圆砾

14.8

106

3600

0.45

340

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=（2.5×90）/2.5=225/2.5=90kPa

承台底净面积：

Ac=（bl-nAp）/n=（5×5-4×0.283）/4=5.038m2

复合桩基竖向承载力特征值：

Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.8×1.885×（4.2×24+14.8×106）+3600×0.283+0.1×90×5.038=3581.837kN

Qk=287.9kN≤Ra=3581.837kN

Qkmax=608.708kN≤1.2Ra=1.2×3581.837=4298.205kN

满足要求！

2、桩基竖向抗拔承载力计算

Qkmin=-32.908kN<0

按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：

Qk'=32.908kN

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=lt（γz-10）Ap=19×（25-10）×0.283=80.655kN

Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×1.885×（0.6×4.2×24+0.45×14.8×106）+80.655=1236.419kN

Qk'=32.908kN≤Ra'=1236.419kN

满足要求！

3、桩身承载力计算

纵向普通钢筋截面面积：

As=nπd2/4=7×3.142×142/4=1078mm2

（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=821.756kN

桩身结构竖向承载力设计值：

R=6800kN

Q=821.756kN≤6800kN

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=44.426kN

fyAs=（270×1077.566）×10-3=290.943kN

Q'=44.426kN≤fyAs=290.943kN

满足要求！

4、桩身构造配筋计算

As/Ap×100%=（1077.566/（0.283×106））×100%=0.381%≥0.35%

满足要求！

五、承台计算

承台配筋

承台底部长向配筋

HRB335Φ25@180

承台底部短向配筋

HRB335Φ25@180

承台顶部长向配筋

HRB335Φ25@180

承台顶部短向配筋

HRB335Φ25@180

1、荷载计算

承台计算不计承台及上土自重:

Fmax=F/n+M/L

=626.535/4+2095.2/5.091=568.17kN

Fmin=F/n-M/L

=626.535/4-2095.2/5.091=-254.902kN

承台底部所受最大弯矩:

Mx=Fmax（ab-B）/2=568.17×（3.6-1.6）/2=568.17kN.m

My=Fmax（al-B）/2=568.17×（3.6-1.6）/2=568.17kN.m

承台顶部所受最大弯矩:

M'x=Fmin（ab-B）/2=-254.902×（3.6-1.6）/2=-254.902kN.m

M'y=Fmin（al-B）/2=-254.902×（3.6-1.6）/2=-254.902kN.m

计算底部配筋时：

承台有效高度：

h0=1100-50-25/2=1038mm

计算顶部配筋时：

承台有效高度：

h0=1100-50-25/2=1038mm

2、受剪切计算

V=F/n+M/L=626.535/4+2095.2/5.091=568.17kN

受剪切承载力截面高度影响系数：

βhs=（800/1038）1/4=0.937

塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：

a1b=（ab-B-d）/2=（3.6-1.6-0.6）/2=0.7m

a1l=（al-B-d）/2=（3.6-1.6-0.6）/2=0.7m

剪跨比：

λb'=a1b/h0=700/1038=0.674，取λb=0.674；

λl'=a1l/h0=700/1038=0.674，取λl=0.674；

承台剪切系数：

αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.674+1）=1.045

αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.674+1）=1.045

βhsαbftbh0=0.937×1.045×1.57×103×5×1.038=7979.502kN

βhsαlftlh0=0.937×1.045×1.57×103×5×1.038=7979.502kN

V=568.17kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=7979.502kN

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+2×1.038=3.676m

ab=3.6m≤B+2h0=3.676m，al=3.6m≤B+2h0=3.676m

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）=568.17×106/（1×16.7×5000×10382）=0.006

ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.006）0.5=0.006

γS1=1-ζ1/2=1-0.006/2=0.997

AS1=My/（γS1h0fy1）=568.17×106/（0.997×1038×300）=1831mm2

最小配筋率：

ρ=0.15%

承台底需要配筋：

A1=max（AS1,ρbh0）=max（1831,0.0015×5000×1038）=7785mm2

承台底长向实际配筋：

AS1'=14127mm2≥A1=7785mm2

满足要求！

（2）、承台底面短向配筋面积

αS2=Mx/（α2fclh02）=568.17×106/（1×16.7×5000×10382）=0.006

ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.006）0.5=0.006

γS2=1-ζ2/2=1-0.006/2=0.997

AS2=Mx/（γS2h0fy1）=568.17×106/（0.997×1038×300）=1831mm2

最小配筋率：

ρ=0.15%

承台底需要配筋：

A2=max（AS2,ρlh0）=max（1831,0.0015×5000×1038）=7785mm2

承台底短向实际配筋：

AS2'=14127mm2≥A2=7785mm2

满足要求！

（3）、承台顶面长向配筋面积

αS1=M'y/（α1fcbh02）=254.902×106/（1×16.7×5000×10382）=0.003

ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003

γS1=1-ζ1/2=1-0.003/2=0.999

AS3=M'y/（γS1h0fy1）=254.902×106/（0.999×1038×300）=820mm2

最小配筋率：

ρ=0.15%

承台顶需要配筋：

A3=max（AS3,ρbh0,0.5AS1'）=max（820,0.0015×5000×1038,0.5×14127）=7785mm2

承台顶长向实际配筋：

AS3'=14127mm2≥A3=7785mm2

满足要求！

（4）、承台顶面短向配筋面积

αS2=M'x/（α2fclh02）=254.902×106/（1×16.7×5000×10382）=0.003

ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003

γS2=1-ζ2/2=1-0.003/2=0.999

AS4=M'x/（γS2h0fy1）=254.902×106/（0.999×1038×300）=820mm2

最小配筋率：

ρ=0.15%

承台顶需要配筋：

A4=max（AS4,ρlh0,0.5AS2'）=max（820,0.0015×5000×1038,0.5×14127）=7785mm2

承台顶面短向配筋：

AS4'=14127mm2≥A4=7785mm2

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HPB30010@500。

六、配筋示意图

承台配筋图

桩配筋图

基础立面图