11号塔吊矩形板式桩基础计算书.docx
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11号塔吊矩形板式桩基础计算书
11号塔吊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标准》JGJ/T187-2019
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
XGT6015A-8S
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
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）
505
起重荷载标准值Fqk（kN）
73
竖向荷载标准值Fk（kN）
578
水平荷载标准值Fvk（kN）
29
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
1842
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
505
水平荷载标准值Fvk'（kN）
107
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
1976
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＝1.35×505＝681.75
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35Fqk＝1.35×73＝98.55
竖向荷载设计值F（kN）
681.75+98.55＝780.3
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×29＝39.15
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1842＝2486.7
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×505＝681.75
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×107＝144.45
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk'＝1.35×1976＝2667.6
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1.5
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台长向桩心距al（m）
3.2
承台宽向桩心距ab（m）
3.2
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）
-5.44
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×（1.5×25+0×19）=937.5kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.35Gk=1.35×937.5=1265.625kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（3.22+3.22）0.5=4.525m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk'+Gk）/n=（505+937.5）/4=360.625kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk'+Gk）/n+（Mk'+FVk'h）/L
=（505+937.5）/4+（1976+107×1.5）/4.525=832.729kN
Qkmin=（Fk'+Gk）/n-（Mk'+FVk'h）/L
=（505+937.5）/4-（1976+107×1.5）/4.525=-111.479kN
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'+Fv'h）/L
=（681.75+1265.625）/4+（2667.6+144.45×1.5）/4.525=1124.185kN
Qmin=（F'+G）/n-（M'+Fv'h）/L
=（681.75+1265.625）/4-（2667.6+144.45×1.5）/4.525=-150.497kN
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
C35
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）
50
桩底标高d2（m）
-21.44
桩有效长度lt（m）
16
桩配筋
桩身普通钢筋配筋
HRB40012Φ16
自定义桩身承载力设计值
否
桩身普通钢筋配筋
HRB40012Φ16
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es（N/mm2）
200000
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
最大裂缝宽度ωlim（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）
1.33
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
0.26
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）
①2素填土
0.6
0
150
0.5
0
③1黏土
0.8
16
100
0.7
100
④1黏土
2.6
20
3500
0.7
120
⑤1黏土
4.4
15
1900
0.7
100
⑥3粉土
1
26
4000
0.7
130
⑦粉质黏土
5
21
0
0.7
130
⑧1粉质黏土
4.2
24
250
0.7
150
⑨1粉质黏土
2.9
26
250
0.7
160
⑨2粉砂
7.8
37.5
500
0.7
190
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=（2.5×100）/2.5=250/2.5=100kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-nAp）/n=（5×5-4×0.283）/4=5.967m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.8×1.885×（2.96×15+1×26+5×21+4.2×24+2.84×26）+250×0.283+0.26×100×5.967=753.752kN
Qk=360.625kN≤Ra=753.752kN
Qkmax=832.729kN≤1.2Ra=1.2×753.752=904.503kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-111.479kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：
Qk'=111.479kN
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=16×（25-10）×0.283=67.92kN
Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×1.885×（0.7×2.96×15+0.7×1×26+0.7×5×21+0.7×4.2×24+0.7×2.84×26）+67.92=437.414kN
Qk'=111.479kN≤Ra'=437.414kN
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=12×3.142×162/4=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=1124.185kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=（0.75×16.7×0.283×106+0.9×（360×2412.743））×10-3=4326.304kN
Q=1124.185kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=4326.304kN
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=150.497kN
fyAs=（360×2412.743）×10-3=868.588kN
Q'=150.497kN≤fyAs=868.588kN
满足要求！
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=（2412.743/（0.283×106））×100%=0.853%≥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=d2π/4=6002π/4=282743mm2
As/Ate=2412.743/282743=0.009<0.01
取ρte=0.01
（2）、纵向钢筋等效应力
σsk=Qk'/As=111.479×103/2412.743=46.204N/mm2
（3）、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
ψ=1.1-0.65ftk/（ρteσsk）=1.1-0.65×2.2/（0.01×46.204）=-1.995
取ψ=0.2
（4）、受拉区纵向钢筋的等效直径
dep=Σnidi2/Σniνidi=（12×162+）/（12×1×16）=16mm
（5）、最大裂缝宽度
ωmax=αcrψσsk（1.9c+0.08dep/ρte）/Es=2.7×0.2×46.204×（1.9×50+0.08×16/0.01）/200000=0.028mm≤ωlim=0.2mm
满足要求！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ25@200
承台底部短向配筋
HRB400Φ25@200
承台顶部长向配筋
HRB400Φ25@200
承台顶部短向配筋
HRB400Φ25@200
1、荷载计算
承台计算不计承台及上土自重:
Fmax=F/n+M/L
=681.75/4+2667.6/4.525=759.899kN
Fmin=F/n-M/L
=681.75/4-2667.6/4.525=-419.024kN
承台底部所受最大弯矩:
Mx=Fmax（ab-B）/2=759.899×（3.2-1.6）/2=607.92kN.m
My=Fmax（al-B）/2=759.899×（3.2-1.6）/2=607.92kN.m
承台顶部所受最大弯矩:
M'x=Fmin（ab-B）/2=-419.024×（3.2-1.6）/2=-335.22kN.m
M'y=Fmin（al-B）/2=-419.024×（3.2-1.6）/2=-335.22kN.m
计算底部配筋时：
承台有效高度：
h0=1500-50-25/2=1438mm
计算顶部配筋时：
承台有效高度：
h0=1500-50-25/2=1438mm
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=681.75/4+2667.6/4.525=759.899kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1438）1/4=0.864
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（3.2-1.6-0.6）/2=0.5m
a1l=（al-B-d）/2=（3.2-1.6-0.6）/2=0.5m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=500/1438=0.348，取λb=0.348；
λl'=a1l/h0=500/1438=0.348，取λl=0.348；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.348+1）=1.299
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.348+1）=1.299
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