矩形板式基础计算书
????计算依据：
????1、《塔式起重机混凝土基础工程技术标准》JGJ/T187-2019
????2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
????3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
?一、塔机属性
| 塔机型号 | QTZ80(5610Y-6)-徐工 |
| 塔机独立状态的最大起吊高度H0(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G0(kN) | 226.38 |
| 起重臂自重G1(kN) | 61.82 |
| 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) | 24.13 |
| 小车和吊钩自重G2(kN) | 2.24 |
| 小车最小工作幅度RG2(m) | 2 |
| 最大起重荷载Qmax(kN) | 60 |
| 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) | 12.97 |
| 最大起重力矩M2(kN.m) | 800 |
| 平衡臂自重G3(kN) | 37.55 |
| 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) | 6.27 |
| 平衡块自重G4(kN) | 149 |
| 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) | 11.44 |
???2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
| 工程所在地 | 江苏 徐州市 |
| 基本风压ω0(kN/m2) | 工作状态 | 0.2 |
| 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) |
| 风振系数βz | 工作状态 | 1.586 |
| 非工作状态 | 1.626 |
| 风压等效高度变化系数μz | 1.297 |
| 风荷载体型系数μs | 工作状态 | 1.95 |
| 非工作状态 | 1.95 |
| 风向系数α | 1.2 |
| 塔身前后片桁架的平均充实率α0 | 0.35 |
| 风荷载标准值ωk(kN/m2) | 工作状态 | 0.8×1.2×1.586×1.95×1.297×0.2＝0.77 |
| 非工作状态 | 0.8×1.2×1.626×1.95×1.297×0.35＝1.382 |
???3、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) | 226.38+61.82+2.24+37.55+149＝476.99 |
| 起重荷载标准值Fqk(kN) | 60 |
| 竖向荷载标准值Fk(kN) | 476.99+60＝536.99 |
| 水平荷载标准值Fvk(kN) | 0.77×0.35×1.6×43＝18.542 |
| 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) | 61.82×24.13+2.24×12.97-37.55×6.27-149×11.44+0.9×(800+0.5×18.542×43)＝659.559 |
| 非工作状态 |
| 竖向荷载标准值Fk'(kN) | Fk1＝476.99 |
| 水平荷载标准值Fvk'(kN) | 1.382×0.35×1.6×43＝33.279 |
| 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) | 61.82×24.13+2.24×2-37.55×6.27-149×11.44-0.5×33.279×43＝1159.3 |
???4、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) | 1.2Fk1＝1.2×476.99＝572.388 |
| 起重荷载设计值FQ(kN) | 1.4Fqk＝1.4×60＝84 |
| 竖向荷载设计值F(kN) | 572.388+84＝656.388 |
| 水平荷载设计值Fv(kN) | 1.4Fvk＝1.4×18.542＝25.959 |
| 倾覆力矩设计值M(kN·m) | 1.2×(61.82×24.13+2.24×12.97-37.55×6.27-149×11.44)+1.4×0.9×(800+0.5×18.542×43)＝1007.228 |
| 非工作状态 |
| 竖向荷载设计值F'(kN) | 1.2Fk'＝1.2×476.99＝572.388 |
| 水平荷载设计值Fv'(kN) | 1.4Fvk'＝1.4×33.279＝46.591 |
| 倾覆力矩设计值M'(kN·m) | 1.2×(61.82×24.13+2.24×2-37.55×6.27-149×11.44)-1.4×0.5×33.279×43＝1534.26 |
?三、基础验算
?
基础布置图
| 基础布置 |
| 基础长l(m) | 5.5 | 基础宽b(m) | 5.5 |
| 基础高度h(m) | 1.4 |
| 基础参数 |
| 基础混凝土强度等级 | C35 | 基础混凝土自重γc(kN/m3) | 25 |
| 基础上部覆土厚度h’(m) | 0 | 基础上部覆土的重度γ’(kN/m3) | 19 |
| 基础混凝土保护层厚度δ(mm) | 50 |
| 地基参数 |
| 地基承载力特征值fak(kPa) | 220 | 基础宽度的地基承载力修正系数ηb | 0.3 |
| 基础埋深的地基承载力修正系数ηd | 1.6 | 基础底面以下的土的重度γ(kN/m3) | 19 |
| 基础底面以上土的加权平均重度γm(kN/m3) | 19 | 基础埋置深度d(m) | 0 |
| 修正后的地基承载力特征值fa(kPa) | 234.25 |
????基础及其上土的自重荷载标准值：
????Gk=blhγc=5.5×5.5×1.4×25=1058.75kN
????基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×1058.75=1270.5kN
????荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：
????Mk''=G1RG1+G2RG2-G3RG3-G4RG4-0.5Fvk'H/1.2
???????=61.82×24.13+2.24×2-37.55×6.27-149×11.44-0.5×33.279×43/1.2
???????=1040.051kN·m
????Fvk''=Fvk'/1.2=33.279/1.2=27.733kN
????荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：
????M''=1.2×(G1RG1+G2RG2-G3RG3-G4RG4)-1.4×0.5Fvk'H/1.2
???????=1.2×(61.82×24.13-2.24×2+37.55×6.27-149×11.44)-1.4×0.5×33.279×43/1.2
???????=1367.311kN·m
????Fv''=Fv'/1.2=46.591/1.2=38.826kN
????基础长宽比：l/b=5.5/5.5=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
????Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
????Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
????相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：
????Mkx=Mk''b/(b2+l2)0.5=1159.3×5.5/(5.52+5.52)0.5=819.749kN·m
????Mky=Mk''l/(b2+l2)0.5=1159.3×5.5/(5.52+5.52)0.5=819.749kN·m
??1、偏心距验算
???(1)、偏心位置
????相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：
????Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
???????=(476.99+1058.75)/30.25-819.749/27.729-819.749/27.729=-8.357<0
????偏心荷载合力作用点在核心区外。
?
???(2)、偏心距验算
????偏心距：e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(1159.3+33.279×1.4)/(476.99+1058.75)=0.785m
????合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：
????a=(5.52+5.52)0.5/2-0.785=3.104m
????偏心距在x方向投影长度：eb=eb/(b2+l2)0.5=0.785×5.5/(5.52+5.52)0.5=0.555m
????偏心距在y方向投影长度：el=el/(b2+l2)0.5=0.785×5.5/(5.52+5.52)0.5=0.555m
????偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离：b'=b/2-eb=5.5/2-0.555=2.195m
????偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离：l'=l/2-el=5.5/2-0.555=2.195m
????b'l'=2.195×2.195=4.817m2≥0.125bl=0.125×5.5×5.5=3.781m2
????满足要求！
??2、基础底面压力计算
????荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值
????Pkmin=-8.357kPa
????Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(476.99+1058.75)/(3×2.195×2.195)=106.272kPa
??3、基础轴心荷载作用应力
????Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(476.99+1058.75)/(5.5×5.5)=50.768kN/m2
??4、基础底面压力验算
????(1)、修正后地基承载力特征值
????fak+ηbγ(b-3)
??????=220.00+0.3×19×(5.5-3)=234.25kPa
????(2)、轴心作用时地基承载力验算
????Pk=50.768kPa≤fa=234.25kPa
????满足要求！
????(3)、偏心作用时地基承载力验算
????Pkmax=106.272kPa≤1.2fa=1.2×234.25=281.1kPa
????满足要求！
??5、基础抗剪验算
?
????基础有效高度：h0=h-δ=1400-(50+20/2)=1340mm
????X轴方向净反力：
????Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(476.990/30.250-(1040.051+27.733×1.400)/27.729)=-31.238kPa
????Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(476.990/30.250+(1040.051+27.733×1.400)/27.729)=73.812kPa
????假设Pxmin=0,偏心安全，得
????P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((5.500+1.600)/2)×73.812/5.500=47.643kPa
????Y轴方向净反力：
????Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(476.990/30.250-(1040.051+27.733×1.400)/27.729)=-31.238kPa
????Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(476.990/30.250+(1040.051+27.733×1.400)/27.729)=73.812kPa
????假设Pymin=0,偏心安全，得
????P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((5.500+1.600)/2)×73.812/5.500=47.643kPa
????基底平均压力设计值：
????px=(Pxmax+P1x)/2=(73.812+47.643)/2=60.728kPa
????py=(Pymax+P1y)/2=(73.812+47.643)/2=60.728kPa
????基础所受剪力：
????Vx=|px|(b-B)l/2=60.728×(5.5-1.6)×5.5/2=651.303kN
????Vy=|py|(l-B)b/2=60.728×(5.5-1.6)×5.5/2=651.303kN
????X轴方向抗剪：
????h0/l=1340/5500=0.244≤4
????0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1340/1000=30769.75kN≥Vx=651.303kN
????满足要求！
????Y轴方向抗剪：
????h0/b=1340/5500=0.244≤4
????0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5500×1340/1000=30769.75kN≥Vy=651.303kN
????满足要求！
?四、基础配筋验算
| 基础底部长向配筋 | HRB400 Φ20@150 | 基础底部短向配筋 | HRB400 Φ20@150 |
| 基础顶部长向配筋 | HRB400 Φ20@150 | 基础顶部短向配筋 | HRB400 Φ20@150 |
| 基础竖向连接筋 | HRB400 Φ14@450 |
??1、基础弯距计算
????基础X向弯矩：
????MⅠ=(b-B)2pxl/8=(5.5-1.6)2×60.728×5.5/8=635.02kN·m
????基础Y向弯矩：
????MⅡ=(l-B)2pyb/8=(5.5-1.6)2×60.728×5.5/8=635.02kN·m
??2、基础配筋计算
????(1)、底面长向配筋面积
????αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=635.02×106/(1×16.7×5500×13402)=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=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=635.02×106/(0.998×1340×360)=1319mm2
????基础底需要配筋：A1=max(1319，ρbh)=max(1319，0.0015×5500×1400)=11550mm2
????基础底长向实际配筋：As1'=11833.332mm2≥A1=11550mm2
????满足要求！
????(2)、底面短向配筋面积
????αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=635.02×106/(1×16.7×5500×13402)=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=|MⅠ|/(γS2h0fy2)=635.02×106/(0.998×1340×360)=1319mm2
????基础底需要配筋：A2=max(1319，ρlh)=max(1319，0.0015×5500×1400)=11550mm2
????基础底短向实际配筋：AS2'=11833.332mm2≥A2=11550mm2
????满足要求！
????(3)、顶面长向配筋面积
????基础顶长向实际配筋：AS3'=11833.332mm2≥0.5AS1'=0.5×11833.332=5916.666mm2
????满足要求！
????(4)、顶面短向配筋面积
????基础顶短向实际配筋：AS4'=11833.332mm2≥0.5AS2'=0.5×11833.332=5916.666mm2
????满足要求！
????(5)、基础竖向连接筋配筋面积
????基础竖向连接筋为双向HRB400 14@450。
?五、配筋示意图
?
基础配筋图
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F,Fk,Mk,Fvk,Fv.软件是品茗建筑云安全计算软件V1.2。