矩形板式桩基础计算书.docx
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矩形板式桩基础计算书
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（ZJ5710）-浙江建机
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
60
塔机独立状态的计算高度H（m）
65
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）
449
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
509
水平荷载标准值Fvk（kN）
31
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
1039
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
449
水平荷载标准值Fvk'（kN）
71
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
1668
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＝1.35×449＝606.15
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35Fqk＝1.35×60＝81
竖向荷载设计值F（kN）
606.15+81＝687.15
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×31＝41.85
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1039＝1402.65
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×449＝606.15
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×71＝95.85
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1668＝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）
1.35
承台长l（m）
5.5
承台宽b（m）
5.5
承台长向桩心距al（m）
3.8
承台宽向桩心距ab（m）
3.8
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）
-4
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5.5×5.5×（1.35×25+0×19）=1020.938kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.35Gk=1.35×1020.938=1378.266kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（3.82+3.82）0.5=5.374m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（449+1020.938）/4=367.484kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（449+1020.938）/4+（1668+71×1.35）/5.374=695.703kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（449+1020.938）/4-（1668+71×1.35）/5.374=39.266kN
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
=（606.15+1378.266）/4+（2251.8+95.85×1.35）/5.374=939.199kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（606.15+1378.266）/4-（2251.8+95.85×1.35）/5.374=53.009kN
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
C40
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）
-29.7
桩有效长度lt（m）
25.7
桩配筋
桩身普通钢筋配筋
HRB33514Φ20
自定义桩身承载力设计值
否
桩身普通钢筋配筋
HRB33514Φ20
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）
60
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）
耕土
1.2
10
150
0.6
90
粘性土
3.1
18
590
0.3
50
中砂
14.7
25
1200
0.4
150
粘性土
5.46
20
590
0.6
450
强风化岩
15
65
1400
0.6
450
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
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（5.5/2,5）=2.75m
fak=（0.3×50+2.45×150）/2.75=382.5/2.75=139.091kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-nAp）/n=（5.5×5.5-4×0.503）/4=6.185m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.8×2.513×（0.3×18+14.7×25+5.46×20+5.24×65）+1400×0.503+0.1×139.091×6.185=2444.368kN
Qk=367.484kN≤Ra=2444.368kN
Qkmax=695.703kN≤1.2Ra=1.2×2444.368=2933.241kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=39.266kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：
As=nπd2/4=14×3.142×202/4=4398mm2
（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=939.199kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=（0.75×19.1×0.503×106+0.9×（300×4398.23））×10-3=8392.997kN
Q=939.199kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=8392.997kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=39.266kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=（4398.23/（0.503×106））×100%=0.874%≥0.65%
满足要求！
5、裂缝控制计算
Qkmin=39.266kN≥0
不需要进行裂缝控制计算！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB335Φ22@160
承台底部短向配筋
HRB335Φ22@160
承台顶部长向配筋
HRB335Φ22@160
承台顶部短向配筋
HRB335Φ22@160
1、荷载计算
承台计算不计承台及上土自重:
Fmax=F/n+M/L
=606.15/4+2251.8/5.374=570.554kN
Fmin=F/n-M/L
=606.15/4-2251.8/5.374=-267.479kN
承台底部所受最大弯矩:
Mx=Fmax（ab-B）/2=570.554×（3.8-1.6）/2=627.61kN.m
My=Fmax（al-B）/2=570.554×（3.8-1.6）/2=627.61kN.m
承台顶部所受最大弯矩:
M'x=Fmin（ab-B）/2=-267.479×（3.8-1.6）/2=-294.227kN.m
M'y=Fmin（al-B）/2=-267.479×（3.8-1.6）/2=-294.227kN.m
计算底部配筋时：
承台有效高度：
h0=1350-50-22/2=1289mm
计算顶部配筋时：
承台有效高度：
h0=1350-50-22/2=1289mm
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=606.15/4+2251.8/5.374=570.554kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1289）1/4=0.888
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（3.8-1.6-0.8）/2=0.7m
a1l=（al-B-d）/2=（3.8-1.6-0.8）/2=0.7m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=700/1289=0.543，取λb=0.543；
λl'=a1l/h0=700/1289=0.543，取λl=0.543；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.543+1）=1.134
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.543+1）=1.134
βhsαbftbh0=0.888×1.134×1.57×103×5.5×1.289=11204.196kN
βhsαlftlh0=0.888×1.134×1.57×103×5.5×1.289=11204.196kN
V=570.554kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=11204.196kN
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+2×1.289=4.178m
ab=3.8m≤B+2h0=4.178m，al=3.8m≤B+2h0=4.178m
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）=627.61×106/（1×16.7×5500×12892）=0.004
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.004）0.5=0.004
γS1=1-ζ1/2=1-0.004/2=0.998
AS1=My/（γS1h0fy1）=627.61×106/（0.998×1289×300）=1627mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（1627,0.0015×5500×1289）=10635mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=13448mm2≥A1=10635mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fclh02）=627.61×106/（1×16.7×5500×12892）=0.004
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.004）0.5=0.004
γS2=1-ζ2/2=1-0.004/2=0.998
AS2=Mx/（γS2h0fy1）=627.61×106/（0.998×1289×300）=1627mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台底需要配筋：
A2=max（AS2,ρlh0）=max（1627,0.0015×5500×1289）=10635mm2
承台底短向实际配筋：
AS2'=13448mm2≥A2=10635mm2
满足要求！
（3）、承台顶面长向配筋面积
αS1=M'y/（α1fcbh02）=294.227×106/（1×16.7×5500×12892）=0.002
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.002）0.5=0.002
γS1=1-ζ1/2=1-0.002/2=0.999
AS3=M'y/（γS1h0fy1）=294.227×106/（0.999×1289×300）=762mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台顶需要配筋：
A3=max（AS3,ρbh0,0.5AS1'）=max（762,0.0015×5500×1289,0.5×13448）=10635mm2
承台顶长向实际配筋：
AS3'=13448mm2≥A3=10635mm2
满足要求！
（4）、承台顶面短向配筋面积
αS2=M'x/（α2fclh02）=294.227×106/（1×16.7×5500×12892）=0.002
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.002）0.5=0.002
γS2=1-ζ2/2=1-0.002/2=0.999
AS4=M'x/（γS2h0fy1）=294.227×106/（0.999×1289×300）=762mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台顶需要配筋：
A4=max（AS4,ρlh0,0.5AS2'）=max（762,0.0015×5500×1289,0.5×13448）=10635mm2
承台顶面短向配筋：
AS4'=13448mm2≥A4=10635mm2
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
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