十字格构式基础计算书Word下载.docx

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1.35Mk＝1.35×

1039＝1402.65

竖向荷载设计值F'

1.35Fk'

＝1.35×

水平荷载设计值Fv'

1.35Fvk'

71＝95.85

倾覆力矩设计值M'

1668＝2251.8

三、桩顶作用效应计算

承台布置

桩数n

4

承台高度h（m）

1.3

承台梁宽l（m）

1.2

承台梁长b（m）

5.2

桩心距ab（m）

3.68

桩直径d（m）

0.8

加腋部分宽度a（m）

1

承台参数

承台混凝土强度等级

C35

承台混凝土自重γC（kN/m3）

25

承台上部覆土厚度h'

（m）

承台上部覆土的重度γ'

（kN/m3）

20

承台混凝土保护层厚度δ（mm）

格构式钢柱总重Gp2（kN）

基础布置图

承台底面积：

A=2bl-l2+2a2=2×

5.20×

1.20-1.202+2×

1.002=13.04m2

承台及其上土的自重荷载标准值：

Gk=A（hγC+h'

γ'

）=13.04×

（1.30×

25.00+0.00×

20.00）=423.8kN

承台及其上土的自重荷载设计值：

G=1.35Gk=1.35×

423.8=572.13kN

1、荷载效应标准组合

轴心竖向力作用下：

Qk=（Fk+Gk+Gp2）/n=（449.00+423.8+20）/4=223.2kN

荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：

Qkmax=（Fk+Gk+Gp2）/n+（Mk+FVkh）/ab

=（449.00+423.8+20）/4+（1668.00+71.00×

7.40）/3.68=819.233kN

Qkmin=（Fk+Gk+Gp2）/n-（Mk+FVkh）/ab

=（449.00+423.8+20）/4-（1668.00+71.00×

7.40）/3.68=-372.833kN

2、荷载效应基本组合

Qmax=（F+G+1.35×

Gp2）/n+（M+FVh）/ab

=（606.15+572.13+1.35×

20）/4+（2251.80+95.85×

7.40）/3.68=1105.964kN

Qmin=（F+G+1.35×

Gp2）/n-（M+FVh）/ab

20）/4-（2251.80+95.85×

7.40）/3.68=-503.324kN

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）

480

格构式钢柱长度H0（m）

9

缀板间净距l01（mm）

400

格构柱伸入灌注桩的锚固长度（m）

2.25

格构柱分肢参数

格构柱分肢材料

L125X10

分肢材料截面积A0（cm2）

24.37

分肢对最小刚度轴的回转半径iy0（cm）

2.48

格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0（cm4）

361.67

分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0（cm）

3.45

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

420×

320×

12

格构式钢柱缀件截面积A1x'

（mm2）

3840

缀件钢板抗弯强度设计值f（N/mm2）

缀件钢板抗剪强度设计值τ（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）

510

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=4[I0+A0（a/2-Z0）2]=4×

[361.67+24.37×

（48.00/2-3.45）2]=42612.728cm4

整个构件长细比：

λx=λy=H0/（I/（4A0））0.5=900/（42612.728/（4×

24.37））0.5=43.046

分肢长细比：

λ1=l01/iy0=40.00/2.48=16.129

分肢毛截面积之和：

A=4A0=4×

24.37×

102=9748mm2

格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：

λ0max=（λx2+λ12）0.5=（43.0462+16.1292）0.5=45.968

满足要求！

2、格构式钢柱分肢的长细比验算

λ1=16.129≤min（0.5λ0max，40）=min（0.5×

45.968，40）=22.984

3、格构式钢柱受压稳定性验算

λ0max（fy/235）0.5=45.968×

（235/235）0.5=45.968

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：

φ=0.874

Qmax/（φA）=1105.964×

103/（0.874×

9748）=129.812N/mm2≤f=215N/mm2

4、缀件验算

缀件所受剪力：

V=Af（fy/235）0.5/85=9748×

215×

10-3×

（235/235）0.5/85=24.657kN

格构柱相邻缀板轴线距离：

l1=l01+32=40.00+32=72cm

作用在一侧缀板上的弯矩：

M0=Vl1/4=24.657×

0.72/4=4.438kN·

m

分肢型钢形心轴之间距离：

b1=a-2Z0=0.48-2×

0.0345=0.411m

作用在一侧缀板上的剪力：

V0=Vl1/（2·

b1）=24.657×

0.72/（2×

0.411）=21.597kN

σ=M0/（bh2/6）=4.438×

106/（12×

3202/6）=21.671N/mm2≤f=215N/mm2

τ=3V0/（2bh）=3×

21.597×

103/（2×

12×

320）=8.436N/mm2≤τ=125N/mm2

角焊缝面积：

Af=0.7hflf=0.8×

10×

510=3570mm2

角焊缝截面抵抗矩：

Wf=0.7hflf2/6=0.7×

5102/6=303450mm3

垂直于角焊缝长度方向应力：

σf=M0/Wf=4.438×

106/303450=15N/mm2

平行于角焊缝长度方向剪应力：

τf=V0/Af=21.597×

103/3570=6N/mm2

（（σf/1.22）2+τf2）0.5=（（15/1.22）2+62）0.5=13N/mm2≤ftw=160N/mm2

根据缀板的构造要求

缀板高度：

320mm≥2/3b1=2/3×

0.411×

1000=274mm

缀板厚度：

12mm≥max[1/40b1,6]=max[1/40×

1000,6]=10mm

缀板间距：

l1=720mm≤2b1=2×

1000=822mm

线刚度：

∑缀板/分肢=4×

3203/（12×

（480-2×

34.5））/（361.67×

104/720）=63.487≥6

五、桩承载力验算

桩参数

桩混凝土强度等级

桩基成桩工艺系数ψC

0.75

桩混凝土自重γz（kN/m3）

桩混凝土保护层厚度б（mm）

35

桩入土深度lt（m）

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

HRB40012Φ20

地基属性

地下水位至地表的距离hz（m）

承台埋置深度d（m）

1.5

是否考虑承台效应

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）

淤泥质土

2.73

7

0.7

-

3

粘性土

4.1

27

600

7.9

26

450

12.1

22

350

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=πd=3.14×

0.8=2.513m

桩端面积：

Ap=πd2/4=3.14×

0.82/4=0.503m2

Ra=uΣqsia·

li+qpa·

Ap

=2.513×

（2.23×

27+7.9×

26+8.77×

22）+350×

0.503=1328.391kN

Qk=223.2kN≤Ra=1328.391kN

Qkmax=819.233kN≤1.2Ra=1.2×

1328.391=1594.069kN

2、桩基竖向抗拔承载力计算

Qkmin=-372.833kN<

按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：

Qk'

=372.833kN

桩身的重力标准值：

Gp=（lt-（H0-hr-h/2））×

（γz-10）×

Ap=（25-（9-2.25-1.3/2））×

（25-10）×

0.503=142.503kN

Ra'

=uΣλiqsiali+Gp=2.513×

（0.7×

2.23×

27+0.7×

7.9×

26+0.7×

8.77×

22）+142.503

=949.226kN

Qk'

=372.833kN≤Ra'

3、桩身承载力计算

纵向普通钢筋截面面积：

As=nπd2/4=12×

3.142×

202/4=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=1105.964kN

ψcfcAp+0.9fy'

As'

=（0.75×

16.7×

0.503×

106+0.9×

（360×

3769.911））×

10-3=7652.92kN

Q=1105.964kN≤ψcfcAp+0.9fy'

=7652.92kN

（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=503.324kN

fyAS=360×

3769.911×

10-3=1357.168kN

Q'

=503.324kN≤fyAS=1357.168kN

4、桩身构造配筋计算

As/Ap×

100%=（3769.911/（0.503×

106））×

100%=0.75%≥0.65%

六、承台计算

承台梁底部配筋

HRB4008Φ22

承台梁上部配筋

HRB4006Φ18

承台梁腰筋配筋

HRB4006Φ16

承台箍筋配筋

HRB400Φ8@150

承台箍筋肢数n

1、荷载计算

塔身截面对角线上立杆的荷载设计值：

Fmax=F/4+M/（20.5B）=606.15/4+2251.80/（20.5×

1.60）=1146.702kN

Fmin=F/4-M/（20.5B）=606.15/4-2251.80/（20.5×

1.60）=-843.627kN

暗梁计算简图

弯矩图（kN·

剪力图（kN）

Vmax=763.239kN，Mmax=326.256kN·

m，Mmin=-541.137kN·

2、受剪切计算

截面有效高度：

h0=h-δc-D/2=1300-35-22/2=1254mm

受剪承载力截面高度影响系数：

βhs=（800/h0）1/4=（800/1254）1/4=0.894

塔吊边至桩边的水平距离：

a1=ab/2-B/20.5-d/2=3.68/2-1.60/20.5-0.80/2=1838mm

计算截面剪跨比：

λ'

=a1/h0=1838/1254=1.466，取λ=1.466

承台剪切系数：

α=1.75/（λ+1）=1.75/（1.466+1）=0.71

V=763.239kN≤βhsαftb0h0=0.894×

0.71×

1.57×

103×

1.20×

1.254=1498.328kN

3、受冲切计算

钢格构柱顶部基础承台底有角钢托板，所以无需对混凝土承台进行抗冲切验算

4、承台配筋计算

（1）、承台梁底部配筋

αS1=Mmin/（α1fclh02）=541.137×

106/（0.982×

1200×

12542）=0.017

ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×

0.017）0.5=0.018

γS1=1-ζ1/2=1-0.018/2=0.991

AS1=Mmin/（γS1h0fy1）=541.137×

106/（0.991×

1254×

360）=1210mm2

最小配筋率：

ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×

1.57/360）=max（0.2,0.196）=0.2%

承台梁底需要配筋：

A1=max（1210,ρlh0）=max（1210,0.002×

1254）=3010mm2

承台梁底部实际配筋：

AS1'

=3042mm2≥AS1=3010mm2

（2）、承台梁上部配筋

αS2=Mmin/（α2fclh02）=326.256×

106/（1.014×

12542）=0.01

ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×

0.01）0.5=0.01

γS2=1-ζ2/2=1-0.01/2=0.995

AS2=Mmax/（γS2h0fy2）=326.256×

106/（0.995×

360）=727mm2

承台梁上部需要配筋：

A1=max（726,0.5AS1'

）=max（726,0.5×

3041）=1521mm2

承台梁上部实际配筋：

AS2'

=1527mm2≥AS2=1521mm2

（3）、承台梁腰筋配筋

梁腰筋按照构造配筋HRB4006Φ16

（4）、承台梁箍筋计算

箍筋抗剪

箍筋钢筋截面积：

Asv1=3.14×

82/4=51mm2

=（ab-20.5B）/（2h0）=（3.68-20.5×

1.60）/（2×

1.254）=0.565

取λ=1.5

混凝土受剪承载力：

1.75ftlh0/（λ+1）=1.75×

1.254/（1.5+1）=1653.775kN

Vmax=763.239kN≤1.75ftlh0/（λ+1）=1653.775kN

按构造规定选配钢筋！

配箍率验算

ρsv=nAsv1/（ls）=4×

50.24/（1200×

150）=0.112％≥ρsv，min=0.24ft/fyv=0.24×

1.57/360=0.105％

（5）、承台加腋处配筋

承台加腋处，顶部与底部配置水平构造筋Φ12@200mm、竖向构造箍筋Φ8@200mm，外侧纵向筋Φ10@200mm。

七、下承台计算

基础布置

下承台长l（m）

4.2

下承台宽b（m）

下承台高度h（m）

0.6

下承台参数

下承台混凝土等级

下承台混凝土自重γC（kN/m3）

下承台上部覆土厚度h`（m）

下承台上部覆土的重度γ`（kN/m3）

11

下承台混凝土保护层厚度δ（mm）

承台配筋

承台底部长向配筋

HRB400Φ14@180

承台底部短向配筋

承台顶部长向配筋

承台顶部短向配筋

（1）、板底面长向配筋面积

板底需要配筋：

AS1=ρbh0=0.0015×

4200×

553=3484mm2

承台底长向实际配筋：

=3746mm2≥AS1=3484mm2

（2）、板底面短向配筋面积

AS2=ρlh0=0.0015×

承台底短向实际配筋：

=3746mm2≥AS2=3484mm2

（3）、板顶面长向配筋面积

承台顶长向实际配筋：

AS3'

=3746mm2≥0.5AS1'

=0.5×

3746=1873mm2

（4）、板顶面短向配筋面积

承台顶短向实际配筋：

AS4'

=3746mm2≥0.5AS2'

八、示意图

上承台配筋图

桩配筋图

钻孔灌注桩详图

格构柱详图

格构柱与承台连接详图

格构柱逆作法加固图

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

下承台配筋图