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1、矩形格构式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/T187-20092、混凝土结构设计规范GB50010-20103、建筑桩基技术规范JGJ94-20084、建筑地基基础设计规范GB50007-2011 5、钢结构设计规范GB50017-2003一、塔机属性塔机型号 QTZ80（浙江建机）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1、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) 650起重荷载标准值F qk(kN) 36.2竖向荷载标准值F k(kN)
2、 686.2水平荷载标准值F vk(kN) 25倾覆力矩标准值M k(kNm) 1500非工作状态竖向荷载标准值F k(kN) 650水平荷载标准值F vk(kN) 90倾覆力矩标准值M k(kNm) 25002、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) 1.35Fk1 1.35650877.5起重荷载设计值F Q(kN) 1.35FQk 1.3536.248.87竖向荷载设计值F(kN) 877.5+48.87926.37水平荷载设计值F v(kN) 1.35Fvk 1.352533.75倾覆力矩设计值M(kNm) 1.35Mk1.3515002025非工作状态竖向荷载设
3、计值F(kN) 1.35Fk1.35650877.5水平荷载设计值F v(kN) 1.35Fvk1.3590121.5倾覆力矩设计值M(kNm) 1.35Mk1.3525003375三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n 4 承台高度h(m) 1.25承台长l(m) 4 承台宽b(m) 4承台长向桩心距a l(m) 2.1 承台宽向桩心距a b(m) 2.1桩直径d(m) 0.8 桩间侧阻力折减系数 0.8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/m 3) 19承台混凝土保护层厚度(mm) 50 配置暗梁 否格构式
4、钢柱总重G p2(kN) 20 承台底标高(m) -8.25基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值：Gk=bl(hc+h)=44(1.2525+019)=500kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35G k=1.35500=675kN桩对角线距离：L=(a b2+al2)0.5=(2.12+2.12)0.5=2.97m1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Q k=(Fk+Gk+Gp2)/n=(650+500+20)/4=292.5kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk+Gp2)/n+(Mk+FVk(H0-hr+h/2)/L=(650+500+20)/4+(250
5、0+90(1.25+6.65-3-1.25/2)/2.97=1263.846kNQkmin=(Fk+Gk+Gp2)/n-(Mk+FVk(H0-hr+h/2)/L=(650+500+20)/4-(2500+90(1.25+6.65-3-1.25/2)/2.97=-678.846kN2、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+1.35Gp2)/n+(M+Fv(H0-hr+h/2)/L=(877.5+675+1.3520)/4+(3375+121.5(1.25+6.65-3-1.25/2)/2.97=1706.192kNQmin=(F+G+1.35Gp2)/n-(M+F
6、v(H0-hr+h/2)/L=(877.5+675+1.3520)/4-(3375+121.5(1.25+6.65-3-1.25/2)/2.97=-916.442kN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) 450格构式钢柱长度H 0(m) 6.65 缀板间净距l 01(mm) 400格构柱伸入灌注桩的锚固长度h r(m) 3格构柱分肢参数格构柱分肢材料 L140X12 分肢材料截面积A 0(cm2) 32.51分肢对最小刚度轴的回转半径i y0(cm) 2.77格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4)603.68分肢形心轴距分肢外边缘距离Z 0(cm)
7、3.9 分肢材料屈服强度f y(N/mm2) 235分肢材料抗拉、压强 度设计值f(N/mm 2) 215格构柱缀件参数格构式钢柱缀件材料 42430012 格构式钢柱缀件截面积A 1x(mm2) 3600缀件钢板抗弯强度设计值f(N/mm 2) 215 缀件钢板抗剪强度设计值(N/mm 2) 125焊缝参数角焊缝焊脚尺寸h f(mm) 10 焊缝计算长度l f(mm) 554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=4603.68+32.51(45.00/2-3.90)2=47403.358cm
8、4整个构件长细比： x=y=H0/(I/(4A0)0.5=665/(47403.358/(432.51)0.5=34.83分肢长细比： 1=l01/iy0=40.00/2.77=14.44分肢毛截面积之和：A=4A 0=432.51102=13004mm2格构式钢柱绕两主轴的换算长细比： 0 max=(x2+12)0.5=(34.832+14.442)0.5=37.7050max=37.705=150满足要求！2、格构式钢柱分肢的长细比验算1=14.44min(0.50max，40)=min(0.550，40)=25满足要求！3、格构式钢柱受压稳定性验算0max(fy/235)0.5=50(2
9、35/235)0.5=50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：=0.856 Qmax/(A)=1706.192103/(0.85613004)=153.277N/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=1300421510-3(235/235)0.5/85=32.892kN格构柱相邻缀板轴线距离：l 1=l01+30=40.00+30=70cm作用在一侧缀板上的弯矩：M 0=Vl1/4=32.8920.7/4=5.756kNm分肢型钢形心轴之间距离：b 1=a-2Z0=0.45-20.039=0.
10、372m作用在一侧缀板上的剪力：V 0=Vl1/(2b1)=32.8920.7/(20.372)=30.947kN= M0/(bh2/6)=5.756106/(123002/6)=31.979N/mm2f=215N/mm2满足要求！=3V0/(2bh)=330.947103/(212300)=12.895N/mm2=125N/mm2满足要求！角焊缝面积：A f=0.7hflf=0.810554=3878mm2角焊缝截面抵抗矩：W f=0.7hflf2/6=0.7105542/6=358069mm3垂直于角焊缝长度方向应力： f=M0/Wf=5.756106/358069=16N/mm2平行于角
11、焊缝长度方向剪应力： f=V0/Af=30.947103/3878=8N/mm2(f /1.22)2+f2)0.5=(16/1.22)2+82)0.5=15N/mm2ftw=160N/mm2满足要求！根据缀板的构造要求缀板高度：300mm2/3 b 1=2/30.3721000=248mm满足要求！缀板厚度：12mmmax1/40b 1，6= max1/400.3721000，6=9mm 满足要求！缀板间距：l 1=700mm2b1=20.3721000=744mm满足要求！线刚度：缀板/分肢=412300 3/(12(450-239)/(603.68104/700)=33.6646满足要求！
12、五、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级 C25 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桩底标高(m) -29.7桩有效长度l t(m) 16.175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 1218地基属性地下水位至地表的距离hz(m) 2 自然地面标高(m) 0是否考虑承台效应 是 承台效应系数 c 0.1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)粘质粉土 4.34 16 0 0.76 0淤泥质粘土 6.
13、9 8 0 0.72 0粘土 4.2 29 0 0.78 0粉质粘土 2.6 16 0 0.73 0粉砂 1 27 0 0.65 0砾砂 3.5 45 0 0.6 0圆砾 5 50 0 0.6 0强风化泥质粉砂岩 1.2 45 0 0.6 0中风化泥质粉砂岩 1 90 3500 1 3500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=3.140.8=2.513m桩端面积：A p=d2/4=3.140.82/4=0.503m2承载力计算深度：min(b/2,5)=min(4/2,5)=2mfak=(20)/2=0/2=0kPa承台底净面
14、积：A c=(bl-nAp)/n=(44-40.503)/4=3.497m2复合桩基竖向承载力特征值：Ra=uqsiali+qpaAp+cfakAc=0.82.513(4.16529+2.616+127+3.545+550+1.245+0.9690)+35000.503+0.103.497=3241.691kNQk=292.5kNRa=3241.691kNQkmax=1263.846kN1.2Ra=1.23241.691=3890.03kN满足要求！2、桩基竖向抗拔承载力计算Qkmin=-678.846kN0按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Q k=678.846kN 桩身位于地下水位以下时，
15、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：G p=ltAp(z-10)=16.1750.503(25-10)=121.957kNRa=uiqsiali+Gp=0.82.513(0.784.16529+0.732.616+0.65127+0.63.545+0.64.9150)+121.957=893.894kNQk=678.846kNRa=893.894kN满足要求！3、桩身承载力计算纵向普通钢筋截面面积：A s=nd2/4=123.142182/4=3054mm2(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=1706.192kNcfcAp+0.9fyAs=(0.75120.503106 + 0.9(3603053.628)10-3=5585.5kNQ=1706.192kNcfcAp+0.9fyAs=5585.5kN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=-Q min=916.442kNfyAS=3603053.62810-3=1099.306kNQ=916.442kNfyAS=1099.306
