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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QTZ250(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)61.5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(kN)2074起重臂自重G1(kN)148.2起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)35小车和吊钩自重G2(kN)4.9小车最小工作幅度RG2(m)3.5最大起重荷载Qmax(kN)160最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)13.7最小起重荷载Qmin(kN)10最大吊物幅度RQmin(m)70最大起重力矩M2(kNm)Max16013.7，10702192平衡臂自重G3(kN)72平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.4平衡块自重G4(kN)180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、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)2074+148.2+4.9+72+1802479.1起重荷载标准值Fqk(kN)160竖向荷载标准值Fk(kN)2479.1+1602639.1水平荷载标准值Fvk(kN)0.770.351.661.526.519倾覆力矩标准值Mk(kNm)148.235+4.913.7-726.4-18012.2+0.9(2192+0.526.51961.5)5304.043非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk12479.1水平荷载标准值Fvk(kN)1.7950.351.661.561.82倾覆力矩标准值Mk(kNm)148.235+4.93.5-726.4-18012.2+0.561.8261.54448.315 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)1.2Fk11.22479.12974.92起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk1.4160224竖向荷载设计值F(kN)2974.92+2243198.92水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.426.51937.127倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(148.235+4.913.7-726.4-18012.2)+1.40.9(2192+0.526.51961.5)6906.195非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.22479.12974.92水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.461.8286.548倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(148.235+4.93.5-726.4-18012.2)+1.40.561.8261.55718.171 三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.6承台长l(m)5承台宽b(m)5承台长向桩心距al(m)3.4承台宽向桩心距ab(m)3.4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配置暗梁否承台底标高d1(m)-1.5基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=55(1.625+019)=1000kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.21000=1200kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(3.42+3.42)0.5=4.808m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(2639.1+1000)/4=909.775kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(2639.1+1000)/4+(5304.043+26.5191.6)/4.808=2021.695kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(2639.1+1000)/4-(5304.043+26.5191.6)/4.808=-202.145kN 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 =(3198.92+1200)/4+(6906.195+37.1271.6)/4.808=2548.383kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(3198.92+1200)/4-(6906.195+37.1271.6)/4.808=-348.923kN 四、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C35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)-44.2桩有效长度lt(m)42.7桩配筋桩身普通钢筋配筋HRB335 1220自定义桩身承载力设计值是桩身承载力设计值7089.221桩裂缝计算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)100普通钢筋相对粘结特性系数V1最大裂缝宽度lim(mm)0.2裂缝控制等级三级地基属性地下水位至地表的距离hz(m)1自然地面标高d(m)0是否考虑承台效应是承台效应系数c0.1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1.8000.10粘质粉土2.71800.7150砂质粉土4.32000.7160粉砂8.62500.65210淤泥质粉质粘土7.6800.885淤泥质粉质粘土6.4900.890淤泥质粘土4800.875粘土71600.8110粉质粘土夹粉砂1.53000.7210园砾3.55023000.5350 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 承载力计算深度：min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m fak=(2.2150)/2.5=330/2.5=132kPa 承台底净面积：Ac=(bl-nAp)/n=(55-40.503)/4=4.873m2 复合桩基竖向承载力特征值： Ra=uqsiali+qpaAp+cfakAc=0.82.513(2.718+4.320+8.625+7.68+6.49+48+716+1.530+0.350)+23000.503+0.11324.873=2572.356kN Qk=909.775kNRa=2572.356kN Qkmax=2021.695kN1.2Ra=1.22572.356=3086.828kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-202.145kN0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk=202.145kN 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(z-10)Ap=42.7(25-10)0.503=322.172kN Ra=uiqsiali+Gp=0.82.513(0.72.718+0.74.320+0.658.625+0.87.68+0.86.49+0.848+0.8716+0.71.530+0.50.350)+322.172=1293.079kN Qk=202.145kNRa=1293.079kN 满足要求！ 3、桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd2/4=123.142202/4=3770mm2 (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=2548.383kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=7089.221kN Q=2548.383kN7089.221kN 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=348.923kN fyAs=(3003769.911)10-3=1130.973kN Q=348.923kNfyAs=1130.973kN 满足要求！ 4、桩身构造配筋计算 As/Ap100%=(3769.911/(0.503106)100%=0.749%0.65% 满足要求！ 5、裂缝控制计算 裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。 (1)、纵向受拉钢筋配筋率 有效受拉混凝土截面面积：Ate=d2/4=8002/4=502655mm2 As/Ate=3769.911/502655=0.007 0.01 取te=0.01 (2)、纵向钢筋等效应力 sk=(Qk-Np0)/As=(202.145103-100103)/3769.911=27.095N/mm2 (3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65ftk/(tesk)=1.1-0.652.2/(0.0127.095)=-4.178 取=0.2 (4)、受拉区纵向钢筋的等效直径 dep=nidi2/niidi=(12202+1510.72)/(12120)=27.156mm (5)、最大裂缝宽度 max=crsk(1.9c+0.08dep/te)/Es=2.70.227.095(1.950+0.0827.156/0.01)/200000=0.023mmlim=0.2mm 满足要求！ 五、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB335 25200承台底部短向配筋HRB335 25200承台顶部长向配筋HRB335 25200承台顶部短向配筋HRB335 25200 1、荷载计算 承台有效高度：h0=1600-50-25/2=1538mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(2548.383+(-348.923)4.808/2=5287.86kNm X方向：Mx=Mab/L=5287.863.4/4.808=3739.082kNm Y方向：My=Mal/L=5287.863.4/4.808=3739.082kNm 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=3198.92/4 + 6906.195/4.808=2236.029kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1538)1/4=0.849 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3.4-1.6-0.8)/2=0.5m a1l=(al-B-d)/2=(3.4-1.6-0.8)/2=0.5m 剪跨比：b=a1b/h0=500/1538=0.325，取b=0.325； l= a1l/h0=500/1538=0.325，取l=0.325； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.325+1)=1.321 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.325+1)=1.321 hsbftbh0=0.8491.3211.5710351.538=13540.965kN hslftlh0=0.8491.3211.5710351.538=13540.965kN V=2236.029kNmin(hsbftbh0， hslftlh0)=13540.965kN 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+21.538=4.676m ab=3.4mB+2h0=4.676m，al=3.4mB+2h0=4.676m 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 S1= My/(1fcbh02)=3739.082106/(1.0316.7500015382)=0.018 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.018)0.5=0.019 S1=1-1/2=1-0.019/2=0.991 AS1=My/(S1h0fy1)=3739.082106/(0.9911538300)=8180mm2 最小配筋率：=0.15% 承台底需要配筋：A1=max(AS1, bh0)=max(8180,0.001550001538)=11535mm2 承台底长向实际配筋：AS1=12763mm2A1=11535mm2 满足要求！ (2)、承台底面短向配筋面积 S2= Mx/(2fcbh02)=3739.082106/(1.0316.7500015382)=0.018 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.018)0.5=0.019 S2=1-2/2=1-0.019/2=0.991 AS2=Mx/(S2h0fy1)=3739.082106/(0.9911538300)=8180mm2 最小配筋率