矩形板式桩基础计算报告书.doc

矩形板式桩基本计算书
计算根据：
1、《塔式起重机混凝土基本工程技术规程》JGJ/T187-
2、《混凝土构造设计规范》GB50010-
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-
4、《建筑地基基本设计规范》GB50007-
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63 (ZJ5311)
塔机独立状态最大起吊高度H0(m)
25.5
塔机独立状态计算高度H(m)
27
塔身桁架构造
方钢管
塔身桁架构造宽度B(m)
1.6
二、塔机荷载
1、塔机传递至基本荷载原则值
工作状态
塔机自重原则值Fk1(kN)
357
起重荷载原则值Fqk(kN)
36.2
竖向荷载原则值Fk(kN)
393.2
水平荷载原则值Fvk(kN)
14.1
倾覆力矩原则值Mk(kN·m)
1026.9
非工作状态
竖向荷载原则值Fk'(kN)
357
水平荷载原则值Fvk'(kN)
56.8
倾覆力矩原则值Mk'(kN·m)
1193.9
2、塔机传递至基本荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.35Fk1＝1.35×357＝481.95
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35FQk＝1.35×36.2＝48.87
竖向荷载设计值F(kN)
481.95+48.87＝530.82
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk＝1.35×14.1＝19.035
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk＝1.35×1026.9＝1386.315
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'＝1.35×357＝481.95
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'＝1.35×56.8＝76.68
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk＝1.35×1193.9＝1611.765
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)
4.8
承台宽b(m)
4.8
承台长向桩心距al(m)
3.6
承台宽向桩心距ab(m)
3.6
桩直径d(m)
0.8
桩间侧阻力折减系数ψ
0.8
承台参数
承台混凝土级别
C25
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
配备暗梁
是
承台底标高(m)
-4

基本布置图
承台及其上土自重荷载原则值：
Gk=bl(hγc+h'γ')=4.8×4.8×(1.25×25+0×19)=720kN
承台及其上土自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×720=972kN
桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m
1、荷载效应原则组合
轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(357+720)/4=269.25kN
荷载效应原则组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(357+720)/4+(1193.9+56.8×1.25)/5.091=517.7kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(357+720)/4-(1193.9+56.8×1.25)/5.091=20.8kN
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
=(481.95+972)/4+(1611.765+76.68×1.25)/5.091=698.895kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(481.95+972)/4-(1611.765+76.68×1.25)/5.091=28.08kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度级别
C35
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
35
桩底标高(m)
-29.7
桩有效长度lt(m)
25.7
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
7089.221
地基属性
地下水位至地表距离hz(m)
1.33
自然地面标高(m)
0
与否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特性值qsia(kPa)
端阻力特性值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特性值fak(kPa)
素填土
4.71
10
150
0.6
90
淤泥
5.36
8
100
0.3
50
砾砂
7.32
25
3500
0.4
150
粉土
7.48
35
1900
0.6
160
全风化岩
12.56
70
4000
0.6
330
软弱下卧层
硬持力层厚度t(m)
5
地基压力扩散角θ(°)
30
修正后地基承载力特性值fa(kPa)
908.84
地基承载力特性值fak(kPa)
140
下卧层顶地基承载力修正系数ηd
1.4
下卧层顶地基承载力修正系数ηb
0.15
下卧层顶如下土重度γ(kN/m )
20
下卧层顶以上土加权平均重度γm
18
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：u=πd=3.14×0.8=2.513m
桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.503m2
承载力计算深度：min(b/2,5)=min(4.8/2,5)=2.4m
fak=(0.71×90+1.69×50)/2.4=148.4/2.4=61.833kPa
承台底净面积：Ac=(bl-nAp)/n=(4.8×4.8-4×0.503)/4=5.257m2
复合桩基竖向承载力特性值：
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.8×2.513×(0.71×10+5.36×8+7.32×25+7.48×35+4.83×70)+4000×0.503+0.1×61.833×5.257=3717.732kN
Qk=269.25kN≤Ra=3717.732kN
Qkmax=517.7kN≤1.2Ra=1.2×3717.732=4461.278kN
满足规定！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=20.8kN≥0
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=nπd2/4=16×3.142×202/4=5027mm2
(1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=698.895kN
桩身构造竖向承载力设计值：R=7089.221kN
满足规定！
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=20.8kN≥0
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%=(5026.548/(0.503×106))×100%=1%≥0.65%
满足规定！
5、软弱下卧层验算
(1)、修正后地基承载力特性值
fa=fak+ηbγ(ab+d-3)+ηdγm(lt+t-0.5)
=140+0.15×20×(3.6+0.8-3)+1.4×18×(25.7+5-0.5)=905.24kPa
(2)、作用于软弱下卧层顶面附加应力
σz=[(Fk+Gk)-3/2(al+ab+2d)·Σqsikli]/[(al+d+2t·tanθ)(ab+d+2t·tanθ)]
=[(357+720)-3/2×(3.6+3.6+2×0.8)×832.88]/
[(3.6+0.8+2×5×tan30°)×(3.6+0.8+2×5×tan30°)]=-95.816kPa
由于附加应力不大于0kPa，故取附加应力为0kPa
(3)、软弱下卧层验算
σz+γm(lt+t)=0+18×(25.7+5)=552.6kPa≤fa=905.24kPa
满足规定！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB335 Φ22@160
承台底部短向配筋
HRB335 Φ22@160
承台顶部长向配筋
HRB335 Φ22@160
承台顶部短向配筋
HRB335 Φ22@160
暗梁配筋
承台梁上部配筋
HRB335 8Φ22
承台梁腰筋配筋
HRB335 4Φ14
承台梁底部配筋
HRB335 8Φ22
承台梁箍筋配筋
HRB335 Φ12@200
承台梁箍筋肢数n
4
暗梁计算宽度l'(m)
1
1、荷载计算
塔身截面对角线上荷载设计值：
Fmax=F/4+M/(20.5B)=481.95/4+1611.765/(20.5×1.6)=832.794kN
Fmin=F/4-M/(20.5B)=481.95/4-1611.765/(20.5×1.6)=-591.819kN

剪力图(kN)

弯矩图(kN·m)
Vmax=437.115kN，Mmax=277.342kN·m，Mmin=-618.08kN·m
2、受剪切计算
截面有效高度：h0=h-δc-D/2=1250-50-22/2=1189mm
受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1189)1/4=0.906
塔吊边至桩边水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3.6-1.6-0.8)/2=0.6m
a1l=(al-B-d)/2=(3.6-1.6-0.8)/2=0.6m
计算截面剪跨比：λb'=a1b/h0=0.6/1.189=0.505，取λb=0.505；
λl'= a1l/h0=0.6/1.189=0.505，取λl=0.505；
承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.505+1)=1.163
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.505+1)=1.163
βhsαbftl'h0=0.906×1.163×1270×1×1.189=1590.641kN
βhsαlftl'h0=0.906×1.163×1270×1×1.189=1590.641kN
V=437.115kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=1590.641kN
满足规定！
3、受冲切计算
塔吊对承台底冲切范畴：B+2h0=1.6+2×1.189=3.978m
ab=3.6m≤B+2h0=3.978m，al=3.6m≤B+2h0=3.978m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切承载力验算！
4、承台配筋计算
(1)、承台梁底部配筋
αS1= Mmin/(α1fcl'h02)=618.08×106/(1.05×11.9×1000×11892)=0.035
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.035)0.5=0.036
γS1=1-ζ1/2=1-0.036/2=0.982
AS1=Mmin/(γS1h0fy1)=618.08×106/(0.982×1189×300)=1765mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.27/300)=max(0.2,0.191)=0.2%
梁底需要配筋：A1=max(AS1，ρlh0)=max(1765,0.002×1000×1189)=2379mm2
梁底部实际配筋：AS1'=3042mm2≥AS1=2379mm2
满足规定！
(2)、承台梁上部配筋
αS2= Mmax/(α2fcl'h02)=277.342×106/(1.05×11.9×1000×11892)=0.016
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.016)0.5=0.016
γS2=1-ζ2/2=1-0.016/2=0.992
AS1=Mmax/(γS2h0fy2)=277.342×106/(0.992×1189×300)=784mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy2)=max(0.2,45×1.27/300)=max(0.2,0.191)=0.2%
梁上部需要配筋：A2=max(AS2，ρl'h0)=max(784,0.002×1000×1189)=2379mm2
梁上部实际配筋：AS2'=3042mm2≥AS2=2379mm2
满足规定！
(3)、梁腰筋配筋
梁腰筋按照构造配筋4Φ14
(4)、承台梁箍筋计算
箍筋抗剪
计算截面剪跨比：λ'=(L-20.5B)/(2h0)=(4.8-20.5×1.6)/(2×1.189)=1.067
取λ=1.5
混凝土受剪承载力：1.75ft l'h0/(λ+1)=1.75×1.27×1×1.189/(1.5+1)=1.057kN
Vmax=437.115kN>1.75ft l'h0/(λ+1)=1.057kN
nAsv1/s=4×(3.142×122/4)/200=2.262
V=437.115kN≤0.7ft l’h0+1.25fyvh0(nAsv1/s)= 0.7×1.27×1000×1189+1.25×300×1189×2.262=2065.566 kN
满足规定！
配箍率验算
ρsv=nAsv1/( l's)=4×(3.142×122/4)/(1000×200)
=0.226%≥psv，min=0.24ft/fyv=0.24×1.27/300=0.102%
满足规定！
(5)、板底面长向配筋面积
板底需要配筋：AS1=ρbh0=0.002×4800×1189=11415mm2
承台底长向实际配筋：AS1'=11785mm2≥AS1=11415mm2
满足规定！
(6)、板底面短向配筋面积
板底需要配筋：AS2=ρlh0=0.002×4800×1189=11415mm2
承台底短向实际配筋：AS2'=11785mm2≥AS2=11415mm2
满足规定！
(7)、板顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS3'=11785mm2≥0.5AS1'=0.5×11785=5893mm2
满足规定！
(8)、板顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS4'=11785mm2≥0.5AS2'=0.5×11785=5893mm2
满足规定！
(9)、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

暗梁配筋图

桩配筋图