矩形格构式基础计算书

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矩形格构式基础计算书

矩形格构式基础计算书一、塔机属性塔机型号 H5810塔机独立状态的最大起吊高度H 0(m) 40塔机独立状态的计算高度H(m) 43塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m) 1.6二、塔机荷载塔机竖向荷载简图1、塔机自身荷载标准值塔身自重G 0(kN) 317起重臂自重G 1(kN) 45.48起重臂重心至塔身中心距离R G1(m) 29.7小车和吊钩自重G 2(kN) 3.5最大起重荷载Q max(kN) 60最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离R Qmax(m) 13最小起重荷载Q min(kN) 8.7最大吊物幅度R Qmin(m) 58最大起重力矩M 2(kN·m) Max60×13，8.7×58780平衡臂自重G 3(kN) 16.1平衡臂重心至塔身中心距离R G3(m) 6.03平衡块自重G 4(kN) 154平衡块重心至塔身中心距离R G4(m) 12.062、风荷载标准值 k(kN/m2)工程所在地浙江临海市工作状态 0.2基本风压 0(kN/m2)非工作状态 0.35塔帽形状和变幅方式锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度 B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)工作状态 1.59风振系数 z非工作状态 1.59风压等效高度变化系数 z 1.32工作状态 1.95风荷载体型系数 s非工作状态 1.95风向系数 1.2塔身前后片桁架的平均充实率 0 0.35工作状态 0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.20.79风荷载标准值 k(kN/m2)非工作状态 0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.351.383、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值F k1(kN) 317+45.48+3.5+16.1+154536.08起重荷载标准值F qk(kN) 60竖向荷载标准值F k(kN) 536.08+60596.08水平荷载标准值F vk(kN) 0.79×0.35×1.6×4319.02倾覆力矩标准值M k(kN·m) 45.48×29.7+3.5×13-16.1×6.03-154×12.06+0.9×(780+0.5×19.02×43)511.97非工作状态竖向荷载标准值F k'(kN) Fk1 536.08水平荷载标准值F vk'(kN) 1.38×0.35×1.6×4333.23倾覆力矩标准值M k'(kN·m) 45.48×29.7-16.1×6.03-154×12.06+0.5×33.23×43110.884、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F 1(kN) 1.2Fk1 1.2×536.08643.3起重荷载设计值F Q(kN) 1.4FQk 1.4×6084竖向荷载设计值F(kN) 643.3+84727.3水平荷载设计值F v(kN) 1.4Fvk 1.4×19.0226.63倾覆力矩设计值M(kN·m)1.2×(45.48×29.7+3.5×13-16.1×6.03-154×12.06)+1.4×0.9×(780+0.5×19.02×43)828.37非工作状态竖向荷载设计值F'(kN) 1.2Fk'1.2×536.08643.3水平荷载设计值F v'(kN) 1.4Fvk'1.4×33.2346.52倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2×(45.48×29.7-16.1×6.03-154×12.06)+1.4×0.5×33.23×43275.94三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n 4 承台高度h(m) 1承台长l(m) 4 承台宽b(m) 4承台长向桩心距a l(m) 2.5 承台宽向桩心距a b(m) 2.5桩直径d(m) 0.8承台参数承台混凝土等级 C25 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/m 3) 19承台混凝土保护层厚度(mm) 50 配置暗梁是矩形桩式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×(1×25+0×19)=400kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2G k=1.2×400=480kN桩对角线距离：L=(a b2+al2)0.5=(2.52+2.52)0.5=3.54m 1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下：Q k=(Fk+Gk)/n=(596.08+400)/4=249.02kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L=(596.08+400)/4+(511.97+19.02×2.25)/3.54=405.93kNQkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L=(596.08+400)/4-(511.97+19.02×2.25)/3.54=92.11kN2、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=(727.3+480)/4+(828.37+26.63×2.25)/3.54=553.07kNQmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L=(727.3+480)/4-(828.37+26.63×2.25)/3.54=50.58kN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) 500格构式钢柱计算长度H 0(m) 6.75 缀板间净距l 01(mm) 250格构柱伸入灌注桩的锚固长度(m) 5格构柱分肢参数格构柱分肢材料 L100X12 分肢材料截面积A 0(cm2) 22.8分肢对最小刚度轴的回转半径i y0(cm) 1.95格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4)208.9分肢形心轴距分肢外边缘距离Z 0(cm) 2.91 分肢材料强度设计值f y(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 420×150×10 格构式钢柱缀件截面积A 1x'(mm2) 1500焊缝参数角焊缝焊脚尺寸h f(mm) 10 焊缝计算长度l f(mm) 200焊缝强度设计值f tw(N/mm2) 1601、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=4I0+A0(a/2-Z0)2=4×208.90+22.80×(50.00/2-2.91)2=45338.29cm4整个构件长细比： x=y=H0/(I/(4A0)0.5=675/(45338.29/(4×22.80)0.5=30.27分肢长细比： 1=l01/iy0=25.00/1.95=12.82分肢毛截面积之和：A=4A 0=4×22.80×102=9120mm2格构式钢柱绕两主轴的换算长细比： 0 max=(x2+12)0.5=(30.272+12.822)0.5=32.88满足要求！2、格构式钢柱分肢的长细比验算1=12.82min(0.50max，40)=min(0.5×32.88 ，40)=16.44满足要求！3、格构式钢柱受压稳定性验算0max(fy/235)0.5=32.88×(215/235)0.5=31.45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：=0.932Qmax/(A)=553.07×103/(0.932×9120)=65.07N/mm2f=215N/mm2满足要求！4、缀件验算缀件所受剪力：V=Af(f y/235)0.5/85=9120×215×10-3×(235/235)0.5/85=23.07kN格构柱相邻缀板轴线距离：l 1=l01+15=25.00+15=40cm作用在一侧缀板上的弯矩：M 0=Vl1/4=23.07×0.4/4=2.31kN·m分肢型钢形心轴之间距离：b 1=a-2Z0=0.5-2×0.0291=0.44m作用在一侧缀板上的剪力：V 0=Vl1/(2·b1)=23.07×0.4/(2×0.44)=10.44kN角焊缝面积：A f=0.8hflf=0.8×10×200=1600mm2角焊缝截面抵抗矩：W f=0.7hflf2/6=0.7×10×2002/6=46667mm3 垂直于角焊缝长度方向应力： f=M0/Wf=2.31×106/46667=49N/mm2垂直于角焊缝长度方向剪应力： f=V0/Af=10.44×103/1600=7N/mm2(f /1.22)2+f2)0.5=(49/1.22)2+72)0.5=41N/mm2ftw=160N/mm2满足要求！五、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级 C30 桩基成桩工艺系数 C 0.75桩混凝土自重 z(kN/m3) 25 桩混凝土保护层厚度(mm) 35桩入土深度l t(m) 30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 HRB400 1216地基属性是否考虑承台效应否土名称土层厚度l i(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 1.8 0 0 0.7 -粘土 2 12 0 0.7 -淤泥 11 4 0 0.7 -粉质粘土 2.8 25 0 0.7 -圆砾 3.7 36 0 0.7 -粉质粘土 2.1 28 0 0.7 -含砾砂粉质粘土 8.2 30 0 0.7 -粉质粘土 10.9 32 0 0.7 -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=d=3.14×0.8=2.51m桩端面积：A p=d2/4=3.14×0.82/4=0.5m2Ra=uqsia·li+qpa·Ap=2.51×(1.05×12+11×4+2.8×25+3.7×36+2.1×28+8.1×30)+0×0.5=1411.45kNQk=249.02kNRa=1411.45kNQkmax=405.93kN1.2Ra=1.2×1411.45=1693.75kN满足要求！2、桩基竖向抗拔承载力计算Qkmin=92.11kN0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：A s=nd2/4=12×3.14×162/4=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=Q max=553.07kNcfcAp+0.9fy'As'=(0.75×14×0.5×106 + 0.9×(360×2412.74)×10-3=6259.56kNQ=553.07kNcfcAp+0.9fy'As'=6259.56kN满足要求！(2)、轴心受拔桩桩身承载力Qkmin=92.11kN0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%=(2412.74/(0.5×106)×100%=0.48%0.45%满足要求！六、承台计算承台配筋承台底部长向配筋 HRB400 18180 承台底部短向配筋 HRB400 18180承台顶部长向配筋 HRB400 16200 承台顶部短向配筋 HRB400 16200暗梁配筋承台梁上部配筋 HRB400 622 承台梁腰筋配筋 HRB400 414承台梁底部配筋 HRB400 622 承台梁箍筋配筋 HRB400 8200承台梁箍筋肢数n 4 暗梁计算宽度l'(m) 0.81、荷载计算塔身截面对角线上立杆的荷载设计值：Fmax=F/n+M/(20.5B)=727.3/4+828.37/(20.5×1.6)=547.92kNFmin=F/n-M/(20.5B)=727.3/4-828.37/(20.5×1.6)=-184.27kN剪力图(kN) 弯矩

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