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矩形板式桩基础计算书


6楼矩形板式桩基础1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 5、《预应力混凝土空心方桩》JG197-2006

一、塔机属性
塔机型号 塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 塔机独立状态的计算高度H(m) 塔身桁架结构 塔身桁架结构宽度B(m) QTZ63C(H5510-)虎霸建机 60 65 方钢管 2

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) 起重荷载标准值Fqk(kN) 竖向荷载标准值Fk(kN) 水平荷载标准值Fvk(kN) 倾覆力矩标准值Mk(kN· m) 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 水平荷载标准值Fvk'(kN) 倾覆力矩标准值Mk'(kN· m) 1006.97 173.5 4177 1006.97 104.82 1111.79 54.3 3810

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) 起重荷载设计值FQ(kN) 竖向荷载设计值F(kN) 水平荷载设计值Fv(kN) 倾覆力矩设计值M(kN· m) 非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 水平荷载设计值Fv'(kN) 倾覆力矩设计值M'(kN· m) 1.35Fk =1.35× 1006.97=1359.409 1.35Fvk =1.35× 173.5=234.225 1.35Mk=1.35× 4177=5638.95
' '

1.35Fk1=1.35× 1006.97=1359.409 1.35Fqk=1.35× 104.82=141.507 1359.409+141.507=1500.917 1.35Fvk=1.35× 54.3=73.305 1.35Mk=1.35× 3810=5143.5

三、桩顶作用效应计算
承台布置 桩数n 承台长l(m) 承台长向桩心距al(m) 承台参数 承台混凝土等级 承台上部覆土厚度h'(m) 承台混凝土保护层厚度δ(mm) 承台底标高d1(m) C35 0 50 -2.4 承台混凝土自重γC(kN/m ) 承台上部覆土的重度γ'(kN/m ) 配置暗梁
3 3

4 6.4 4

承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m)

1.5 6.4 4

25 19 否

基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值: Gk=bl(hγc+h'γ')=6.4×6.4×(1.5×25+0×19)=1536kN 承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.2Gk=1.2× 1536=1843.2kN 桩对角线距离:L=(ab2+al2)0.5=(42+42)0.5=5.657m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下:Qk=(Fk+Gk)/n=(1006.97+1536)/4=635.743kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下: Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(1006.97+1536)/4+(4177+173.5× 1.5)/5.657=1420.145kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(1006.97+1536)/4-(4177+173.5× 1.5)/5.657=-148.66kN 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 =(1359.409+1843.2)/4+(5638.95+234.225× 1.5)/5.657=1859.596kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(1359.409+1843.2)/4-(5638.95+234.225× 1.5)/5.657=-258.291kN

四、桩承载力验算
桩参数 桩类型 预应力空心方桩内径dl(mm) 桩混凝土强度等级 桩混凝土自重γz(kN/m ) 桩底标高d2(m) 桩有效长度lt(m) 桩端进入持力层深度hb(m) 桩配筋 桩身预应力钢筋配筋 桩身承载力设计值 地基属性 地下水位至地表的距离hz(m) 是否考虑承台效应 1.33 是 侧阻力特征值 土名称 土层厚度li(m) 0.7 1.7 2 3.6 5.7 qsia(kPa) 0 9 7 26 22 自然地面标高d(m) 承台效应系数εc 端阻力特征值 抗拔系数 qpa(kPa) 0 0 0 0 700 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 fak(kPa) 60 80 60 180 150 2.15 0.8 承载力特征值 650 8Φ10.7 1700
3

预应力空心方桩 170 C60 25 -11.1 8.7 1

预应力空心方桩边长lb(mm)

350

桩基成桩工艺系数ψC 桩混凝土保护层厚度б(mm)

0.85 35

素填土 淤泥 砾砂 杂填土 杂填土

1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长:u=4lb=4× 0.35=1.4m hb/lb=1× 1000/350=2.857<5 λp=0.16hb/lb=0.16× 2.857=0.457 空心方桩桩端净面积:Aj=lb2-πd12/4=0.352-3.14× 0.172/4=0.1m2 空心方桩敞口面积:Ap1=πd12/4=3.14× 0.172/4=0.023m2 承载力计算深度:min(b/2,5)=min(6.4/2,5)=3.2m fak=(3.2× 180)/3.2=576/3.2=180kPa 承台底净面积:Ac=(bl-n(Aj+Ap1))/n=(6.4× 6.4-4× (0.1+0.023))/4=10.118m2 复合桩基竖向承载力特征值:

Ra=ψuΣqsia· li+qpa· (Aj+λpAp1)+εcfakAc=0.8× 1.4× (3.45× 26+5.25× 22)+700× (0.1+0.457× 0.0 23)+0.8× 180× 10.118=1763.869kN Qk=635.743kN≤Ra=1763.869kN Qkmax=1420.145kN≤1.2Ra=1.2× 1763.869=2116.643kN 满足要求! 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-148.66kN<0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:Qk'=148.66kN 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(γz-10)Aj=8.7× (25-10)× 0.1=13.024kN Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8× 1.4× (0.7× 3.45× 26+0.7× 5.25× 22)+13.024=173.901kN Qk'=148.66kN≤Ra'=173.901kN 满足要求! 3、桩身承载力计算 纵向预应力钢筋截面面积:Aps=nπd2/4=8× 3.142× 10.72/4=719mm2 (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=1859.596kN 桩身结构竖向承载力设计值:R=1700kN

Q=1859.596kN>1700kN 不满足要求!请加大桩直径或提高桩混凝土等级。 (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=258.291kN fpyAps=(650× 719.362)× 10-3=467.585kN Q'=258.291kN≤fpyAps=467.585kN 满足要求!

五、承台计算
承台配筋 承台底部长向配筋 承台顶部长向配筋 HRB400 Φ22@150 HRB400 Φ16@150 承台底部短向配筋 承台顶部短向配筋 HRB400 Φ22@150 HRB400 Φ16@150

1、荷载计算 承台有效高度:h0=1500-50-22/2=1439mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(1859.596+(-258.291))× 5.657/2=4529.174kN· m X方向:Mx=Mab/L=4529.174× 4/5.657=3202.61kN· m Y方向:My=Mal/L=4529.174× 4/5.657=3202.61kN· m 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=1359.409/4 + 5638.95/5.657=1336.687kN 受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/1439)1/4=0.863 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:a1b=(ab-B-lb)/2=(4-2-0.35)/2=0.825m a1l=(al-B-lb)/2=(4-2-0.35)/2=0.825m 剪跨比:λb'=a1b/h0=825/1439=0.573,取λb=0.573; λl'= a1l/h0=825/1439=0.573,取λl=0.573; 承台剪切系数:αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.573+1)=1.112 αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.573+1)=1.112 βhsαbftbh0=0.863× 1.112× 1.57× 103× 6.4× 1.439=13887.374kN βhsαlftlh0=0.863× 1.112× 1.57× 103× 6.4× 1.439=13887.374kN V=1336.687kN≤min(βhsαbftbh0, βhsαlftlh0)=13887.374kN

满足要求! 3、受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围:B+2h0=2+2× 1.439=4.878m ab=4m≤B+2h0=4.878m,al=4m≤B+2h0=4.878m 角桩位于冲切椎体以内,可不进行角桩冲切的承载力验算! 4、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积 αS1= My/(α1fcbh02)=3202.61× 106/(1.03× 16.7× 6400× 14392)=0.014 δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2× 0.014)0.5=0.014 γS1=1-δ1/2=1-0.014/2=0.993 AS1=My/(γS1h0fy1)=3202.61× 106/(0.993× 1439× 360)=6227mm2 最小配筋率:ρ=0.15% 承台底需要配筋:A1=max(AS1, ρbh0)=max(6227,0.0015× 6400× 1439)=13815mm2 承台底长向实际配筋:AS1'=16600mm2≥A1=13815mm2 满足要求! (2)、承台底面短向配筋面积 αS2= Mx/(α2fcbh02)=3202.61× 106/(1.03× 16.7× 6400× 14392)=0.014 δ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2× 0.014)0.5=0.014 γS2=1-δ2/2=1-0.014/2=0.993 AS2=Mx/(γS2h0fy1)=3202.61× 106/(0.993× 1439× 360)=6227mm2 最小配筋率:ρ=0.15% 承台底需要配筋:A2=max(6227, ρlh0)=max(6227,0.0015× 6400× 1439)=13815mm2 承台底短向实际配筋:AS2'=16600mm2≥A2=13815mm2 满足要求! (3)、承台顶面长向配筋面积 承台顶长向实际配筋:AS3'=8780mm2≥0.5AS1'=0.5× 16600=8300mm2 满足要求! (4)、承台顶面短向配筋面积

承台顶长向实际配筋:AS4'=8780mm2≥0.5AS2'=0.5× 16600=8300mm2 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Φ10@500。

六、配筋示意图

承台配筋图

桩配筋图

基础立面图

结论和建议:
1.轴心受压桩桩身承载力,不满足要求!请加大桩直径或提高桩混凝土等级。


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