1#矩形板式桩基础计算书.docx
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1#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（TC6013A-6）-中联重科
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
46
塔机独立状态的计算高度H（m）
48
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.8
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）
672.5
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
732.5
水平荷载标准值Fvk（kN）
24.5
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
2278.6
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
672.5
水平荷载标准值Fvk'（kN）
99.6
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
2665.7
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＝1.35×672.5＝907.875
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35Fqk＝1.35×60＝81
竖向荷载设计值F（kN）
907.875+81＝988.875
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×24.5＝33.075
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×2278.6＝3076.11
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×672.5＝907.875
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×99.6＝134.46
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk＝1.35×2665.7＝3598.695
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）
6
承台宽b（m）
6
承台长向桩心距al（m）
4
承台宽向桩心距ab（m）
4
承台参数
承台混凝土等级
C40
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）
-0.5
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=6×6×（1.5×25+0×19）=1350kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×1350=1620kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（42+42）0.5=5.657m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（672.5+1350）/4=505.625kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（672.5+1350）/4+（2665.7+99.6×1.5）/5.657=1003.269kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（672.5+1350）/4-（2665.7+99.6×1.5）/5.657=7.981kN
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
=（907.875+1620）/4+（3598.695+134.46×1.5）/5.657=1303.788kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（907.875+1620）/4-（3598.695+134.46×1.5）/5.657=-39.851kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩类型
预应力管桩
预应力管桩外径d（mm）
500
预应力管桩壁厚t（mm）
125
桩混凝土强度等级
C80
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）
-27.68
桩有效长度lt（m）
27.18
桩端进入持力层深度hb（m）
1
桩配筋
桩身预应力钢筋配筋
65020Φ10.7
桩身承载力设计值
1500
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
预应力钢筋相对粘结特性系数V
0.8
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
0.1
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）
粉砂
9.4
10
100
0.3
30
淤泥
11.5
5
50
0.6
50
强风化岩
6.78
70
4000
0.6
500
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.5=1.571m
hb/d=1×1000/500=2<5
λp=0.16hb/d=0.16×2=0.32
空心管桩桩端净面积：
Aj=π[d2-（d-2t）2]/4=3.14×[0.52-（0.5-2×0.125）2]/4=0.147m2
空心管桩敞口面积：
Ap1=π（d-2t）2/4=3.14×（0.5-2×0.125）2/4=0.049m2
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（6/2,5）=3m
fak=（3×30）/3=90/3=30kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-n（Aj+Ap1））/n=（6×6-4×（0.147+0.049））/4=8.804m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·（Aj+λpAp1）+ηcfakAc=0.8×1.571×（8.9×10+11.5×5+6.78×70）+4000×（0.147+0.32×0.049）+0.1×30×8.804=1458.789kN
Qk=505.625kN≤Ra=1458.789kN
Qkmax=1003.269kN≤1.2Ra=1.2×1458.789=1750.546kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=7.981kN≥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
纵向预应力钢筋截面面积：
Aps=nπd2/4=20×3.142×10.72/4=1798mm2
（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=1303.788kN
桩身结构竖向承载力设计值：
R=1500kN
Q=1303.788kN≤1500kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=7.981kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
4、裂缝控制计算
Qkmin=7.981kN≥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
HRB400Φ25@150
承台底部短向配筋
HRB400Φ25@150
承台顶部长向配筋
HRB400Φ22@150
承台顶部短向配筋
HRB400Φ22@150
1、荷载计算
承台计算不计承台及上土自重:
Fmax=F/n+M/L
=907.875/4+3598.695/5.657=863.134kN
Fmin=F/n-M/L
=907.875/4-3598.695/5.657=-409.197kN
承台底部所受最大弯矩:
Mx=Fmax（ab-B）/2=863.134×（4-1.8）/2=949.448kN.m
My=Fmax（al-B）/2=863.134×（4-1.8）/2=949.448kN.m
承台顶部所受最大弯矩:
M'x=Fmin（ab-B）/2=-409.197×（4-1.8）/2=-450.116kN.m
M'y=Fmin（al-B）/2=-409.197×（4-1.8）/2=-450.116kN.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=1500-50-22/2=1439mm
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=907.875/4+3598.695/5.657=863.134kN
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=（4-1.8-0.5）/2=0.85m
a1l=（al-B-d）/2=（4-1.8-0.5）/2=0.85m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=850/1438=0.591，取λb=0.591；
λl'=a1l/h0=850/1438=0.591，取λl=0.591；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.591+1）=1.1
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.591+1）=1.1
βhsαbftbh0=0.864×1.1×1.71×103×6×1.438=14014.575kN
βhsαlftlh0=0.864×1.1×1.71×103×6×1.438=14014.575kN
V=863.134kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=14014.575kN
满足要求！
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：
B+2h0=1.8+2×1.438=4.676m
ab=4m≤B+2h0=4.676m，al=4m≤B+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
αS1=My/（α1fcbh02）=949.448×106/（1×19.1×6000×14382）=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）=949.448×106/（0.998×1438×360）=1838mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（1838,0.0015×6000×1438）=12942mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=20126mm2≥A1=12942mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fclh02）=949.448×106/（1×19.1×6000×14382）=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）=949.448×106/（0.998×1438×360）=1838mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台底需要配筋：
A2=max（AS2,ρlh0）=max（1838,0.0015×6000×1438）=12942mm2
承台底短向实际配筋：
AS2'=20126mm2≥A2=12942mm2
满足要求！
（3）、承台顶面长向配筋面积
αS1=M'y/（α1fcbh02）=450.116×106/（1×19.1×6000×14392）=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）=450.116×106/（0.999×1439×360）=870mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台顶需要配筋：
A3=max（AS3,ρbh0,0.5AS1'）=max（870,0.0015×6000×1439,0.5×20126）=12951mm2
承台顶长向实际配筋：
AS3'=15586mm2≥A3=12951mm2
满足要求！
（4）、承台顶面短向配筋面积
αS2=M'x/（α2fclh02）=450.116×106/（1×19.1×6000×14392）=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）=450.116×106/（0.999×1439×360）=870mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台顶需要配筋：
A4=max（AS4,ρlh0,0.5AS2'）=max（870,0.0015×6000×1439,0.5×20126）=12951mm2
承台顶面短向配筋：
AS4'=15586mm2≥A4=12951mm2
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HRB40014@720。
六、配筋示意图
承台配筋图
桩配筋图
基础立面图
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