矩形板式桩基础计算书.docx

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(TC5610-6)-中联重科塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)36塔机独立状态的计算高度H(m)36塔身桁架结构角钢塔身桁架结构宽度B(m)1.4 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)464.1起重荷载标准值Fqk(kN)47.1竖向荷载标准值Fk(kN)511.2

2、水平荷载标准值Fvk(kN)18.3倾覆力矩标准值Mk(kNm)1335非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)464.1水平荷载标准值Fvk(kN)73.9倾覆力矩标准值Mk(kNm)1552 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)1.35Fk11.35464.1626.535起重荷载设计值FQ(kN)1.35Fqk1.3547.163.585竖向荷载设计值F(kN)626.535+63.585690.12水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.3518.324.705倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.3513351802.25非工作状态竖向荷载设计值F(kN

3、)1.35Fk1.35464.1626.535水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.3573.999.765倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.3515522095.2 三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.25承台长l(m)4.8承台宽b(m)4.8承台长向桩心距al(m)2.4承台宽向桩心距ab(m)2.4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配置暗梁是承台底标高d1(m)-4基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=

4、4.84.8(1.2525+019)=720kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35720=972kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(2.42+2.42)0.5=3.394m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(464.1+720)/4=296.025kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(464.1+720)/4+(1552+73.91.25)/3.394=780.504kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(464.1+720)/4-

5、(1552+73.91.25)/3.394=-188.454kN 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 =(626.535+972)/4+(2095.2+99.7651.25)/3.394=1053.68kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(626.535+972)/4-(2095.2+99.7651.25)/3.394=-254.412kN 四、桩承载力验算桩参数桩类型灌注桩桩直径d(mm)301桩混凝土强度等级C40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)35桩底

6、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HRB335 1020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)1.33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)素填土4.71101500.690淤泥

7、5.3681000.350砾砂7.322535000.4150粉土7.483519000.6160全风化岩12.567040000.6330软弱下卧层硬持力层厚度t(m)5地基压力扩散角()30修正后的地基承载力特征值fa(kPa)901.04地基承载力特征值fak(kPa)140下卧层顶的地基承载力修正系数d1.4下卧层顶的地基承载力修正系数b0.15下卧层顶以下的土的重度(kN/m )20下卧层顶以上土的加权平均重度m18 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.301=0.946m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.3012/4=0.071m2 承载力计算深度：mi

8、n(b/2,5)=min(4.8/2,5)=2.4m fak=(0.7190+1.6950)/2.4=148.4/2.4=61.833kPa 承台底净面积：Ac=(bl-nAp)/n=(4.84.8-40.071)/4=4.707m2 复合桩基竖向承载力特征值： Ra=uqsiali+qpaAp+cfakAc=0.80.946(0.7110+5.368+7.3225+7.4835+4.8370)+40000.071+0.161.8334.707=943.173kN Qk=296.025kNRa=943.173kN Qkmax=780.504kN1.2Ra=1.2943.173=1131.808

9、kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-188.454kN0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk=188.454kN 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=25.7(25-10)0.071=27.37kN Ra=uiqsiali+Gp=0.80.946(0.60.7110+0.35.368+0.47.3225+0.67.4835+0.64.8370)+27.37=367.993kN Qk=188.454kNRa=367.993kN 满足要求！ 3、桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd

10、2/4=103.142202/4=3142mm2 (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=1053.68kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=7089.221kN Q=1053.68kN7089.221kN 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=254.412kN fyAs=(3003141.593)10-3=942.478kN Q=254.412kNfyAs=942.478kN 满足要求！ 4、桩身构造配筋计算 As/Ap100%=(3141.593/(0.071106)100%=4.425

11、%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=3012/4=71158mm2 As/Ate=3141.593/71158=0.0440.01 取te=0.044 (2)、纵向钢筋等效应力 sk=Qk/As=188.454103/3141.593=59.987N/mm2 (3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65ftk/(tesk)=1.1-0.652.39/(0.04459.987)=0.513 (4)、受拉区纵向钢筋的等效直径 dep=nidi2/niidi=(10202+

12、1510.72)/(10120)=28.587mm (5)、最大裂缝宽度 max=crsk(1.9c+0.08dep/te)/Es=2.70.51359.987(1.935+0.0828.587/0.044)/200000=0.049mmlim=0.2mm 满足要求！ 6、软弱下卧层验算 (1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+dm(lt+t-0.5) =140+1.418(0+25.7+5-0.5)=901.04kPa (2)、作用于软弱下卧层顶面的附加应力 z=(Fk+Gk)-3/2(al+ab+2d)qsikli/(al+d+2ttan)(ab+d+2ttan) =(464.1+7

13、20)-3/2(2.4+2.4+20.301)832.88/ (2.4+0.301+25tan30)(2.4+0.301+25tan30)=-77.485kPa 因为附加应力小于0kPa，故取附加应力为0kPa (3)、软弱下卧层验算 z+m(lt+t)=0+18(25.7+5)=552.6kPafa=901.04kPa 满足要求！ 五、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB335 22160承台底部短向配筋HRB335 22160承台顶部长向配筋HRB335 22160承台顶部短向配筋HRB335 22160暗梁配筋承台梁上部配筋HRB335 822承台梁腰筋配筋HRB335 414承台梁底部配筋HRB335 822承台梁箍筋配筋HRB335 12200承台梁箍筋肢数n4暗梁计算宽度l(m)1 1、荷载计算 塔身截面对角线上的荷载设计值： Fmax=F/4+M/(20.5B)=626.535/4+2095.2/(20.51.4)=1214.87kN Fmin=F/4-M/(20.5B)=626.535/4-2095.2/(20.51.4)=-901.602kN 剪力图(kN) 弯矩图(kNm) Vmax=773.99kN，Mmax=325.731kNm，Mmin=-547.2