矩形板式桩基础知识计算书.doc

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1、.-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(ZJ5710)-浙江建机塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40.5塔机独立状态的计算高度H(m)47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Fk1(kN)449起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)509水平荷载标准值Fvk(kN

2、)31倾覆力矩标准值Mk(kNm)1039非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)449水平荷载标准值Fvk(kN)71倾覆力矩标准值Mk(kNm)1668 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)1.35Fk11.35449606.15起重荷载设计值FQ(kN)1.35Fqk1.356081竖向荷载设计值F(kN)606.15+81687.15水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.353141.85倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.3510391402.65非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.35Fk1.35449606.15水平荷载设计值Fv(kN)1.3

3、5Fvk1.357195.85倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.3516682251.8 三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.5承台长l(m)8.75承台宽b(m)7.7承台长向桩心距al(m)5.5承台宽向桩心距ab(m)4.75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配置暗梁否承台底标高d1(m)-9.7基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=7.78.75(1.525+019)=2526.562kN 承台及其上土的自重

4、荷载设计值：G=1.35Gk=1.352526.562=3410.859kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(4.752+5.52)0.5=7.267m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(449+2526.562)/4=743.891kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(449+2526.562)/4+(1668+711.5)/7.267=988.069kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(449+2526.562)/4-(1668+711.5)/7.26

5、7=499.712kN 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 =(606.15+3410.859)/4+(2251.8+95.851.5)/7.267=1333.893kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(606.15+3410.859)/4-(2251.8+95.851.5)/7.267=674.611kN 四、桩承载力验算桩参数桩类型灌注桩桩直径d(mm)800桩混凝土强度等级C35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)50桩底标高d2(m)-68.2桩有效长度

6、lt(m)58.5桩配筋桩身普通钢筋配筋HRB400 1225自定义桩身承载力设计值否桩身普通钢筋配筋HRB400 1225桩裂缝计算钢筋弹性模量Es(N/mm2)200000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)-3.5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)淤泥1981500.350砂土10.15203750.4150中砂3.24269500.6160强风化岩36.5809

7、000.6330中风化岩1.86015000.6800 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：Ap=d2/4=3.140.82/4=0.503m2 承载力计算深度：min(b/2,5)=min(7.7/2,5)=3.85m fak=(3.8550)/3.85=192.5/3.85=50kPa 承台底净面积：Ac=(bl-n-3Ap)/n=(7.78.75-4-30.503)/4=15.466m2 复合桩基竖向承载力特征值： Ra=uqsiali+qpaAp+cfakAc=0.82.513(12.88+10.1520+3.2426+32.3180)

8、+9000.503+0.15015.466=6510.499kN Qk=743.891kNRa=6510.499kN Qkmax=988.069kN1.2Ra=1.26510.499=7812.599kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=499.712kN0 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：As=nd2/4=123.142252/4=5890mm2 (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=1333.893kN cfcAp+0.9fyAs=(0.7516.70.503106 + 0.9(

9、3605890.486)10-3=8208.593kN Q=1333.893kNcfcAp+0.9fyAs=8208.593kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=499.712kN0 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/Ap100%=(5890.486/(0.503106)100%=1.171%0.65% 满足要求！ 5、裂缝控制计算 Qkmin=499.712kN0 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HRB400 25150承台底部短向配筋HRB400 25150承台顶部长向配筋HRB400 22150承台顶部短

10、向配筋HRB400 22150 1、荷载计算 承台计算不计承台及上土自重: Fmax=F/n+M/L =606.15/4+2251.8/7.267=461.395kN Fmin=F/n-M/L =606.15/4-2251.8/7.267=-158.32kN 承台底部所受最大弯矩: Mx= Fmax (ab-B)/2=461.395(4.75-1.6)/2=726.696kN.m My= Fmax (al-B)/2=461.395(5.5-1.6)/2=899.719kN.m 承台顶部所受最大弯矩: Mx= Fmin (ab-B)/2=-158.32(4.75-1.6)/2=-249.353k

11、N.m My= Fmin (al-B)/2=-158.32(5.5-1.6)/2=-308.723kN.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=606.15/4 + 2251.8/7.267=461.395kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(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=(4.75-1.6-0.8)/2=1.175m a1l=(al-B-d)/2=(5.5-1.6-0

12、.8)/2=1.55m 剪跨比：b=a1b/h0=1175/1438=0.817，取b=0.817； l= a1l/h0=1550/1438=1.078，取l=1.078； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.817+1)=0.963 l=1.75/(l+1)=1.75/(1.078+1)=0.842 hsbftbh0=0.8640.9631.571037.71.438=14459.043kN hslftlh0=0.8640.8421.571038.751.438=14368.641kN V=461.395kNmin(hsbftbh0， hslftlh0)=14368.64

13、1kN 满足要求！ 3、受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+21.438=4.476m ab=4.75mB+2h0=4.476m，al=5.5mB+2h0=4.476m 角桩内边缘至承台外边缘距离：cb=(b-ab+d)/2=(7.7-4.75+0.8)/2=1.875m cl=(l-al+d)/2=(8.75-5.5+0.8)/2=2.025m 角桩冲跨比：b=a1b/h0=1175/1438=0.817，取b=0.817； l= a1l/h0=1550/1438=1.078，取l=1； 角桩冲切系数：1b=0.56/(b+0.2)=0.56/(0.817+0.2)=0.

14、551 1l=0.56/(l+0.2)=0.56/(1+0.2)=0.467 1b(cb+alb/2)+1l(cl+all/2)hpfth0=0.551(1.875+1.175/2)+0.467(2.025+1.55/2)0.94215701.438=5660.319kN Nl=V=461.395kN1b(cb+alb/2)+1l(cl+all/2)hpfth0=5660.319kN 满足要求！ 4、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积 S1= My/(1fcbh02)=899.719106/(116.7770014382)=0.003 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.00

15、3)0.5=0.003 S1=1-1/2=1-0.003/2=0.998 AS1=My/(S1h0fy1)=899.719106/(0.9981438360)=1741mm2 最小配筋率：=0.15% 承台底需要配筋：A1=max(AS1, bh0)=max(1741,0.001577001438)=16609mm2 承台底长向实际配筋：AS1=25690mm2A1=16609mm2 满足要求！ (2)、承台底面短向配筋面积 S2= Mx/(2fclh02)=726.696106/(116.7875014382)=0.002 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.002)0.5=0.0

16、02 S2=1-2/2=1-0.002/2=0.999 AS2=Mx/(S2h0fy1)=726.696106/(0.9991438360)=1406mm2 最小配筋率：=0.15% 承台底需要配筋：A2=max(AS2, lh0)=max(1406,0.001587501438)=18874mm2 承台底短向实际配筋：AS2=29126mm2A2=18874mm2 满足要求！ (3)、承台顶面长向配筋面积 S1= My/(1fcbh02)=308.723106/(116.7770014392)=0.001 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.001)0.5=0.001 S1=1-1

17、/2=1-0.001/2=0.999 AS3=My/(S1h0fy1)=308.723106/(0.9991439360)=597mm2 最小配筋率：=0.15% 承台顶需要配筋：A3=max(AS3, bh0,0.5AS1)=max(597,0.001577001439,0.525690)=16621mm2 承台顶长向实际配筋：AS3=19894mm2A3=16621mm2 满足要求！ (4)、承台顶面短向配筋面积 S2= Mx/(2fclh02)=249.353106/(116.7875014392)=0.001 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.001)0.5=0.001 S2=1-2/2=1-0.001/2=1 AS4=Mx/(S2h0fy1)=249.353106/(11439360)=482mm2 最小配筋率：=0.15% 承台顶需要配筋：A4=max(AS4, lh0,0.5AS2 )=max(482,0.001587501439,0.5 29126)=18887mm2 承台顶面短向配筋：AS4=22555mm2A4=18887mm2 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HRB400 12500。 六、配筋示意图承台配筋图 桩配筋图 基础立面图