矩形板式基礎(chǔ)計算書
????計算依據(jù)：
????1、《塔式起重機混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)標準》JGJ/T187-2019
????2、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010
????3、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011
?一、塔機屬性
| 塔機型號 | QTZ80(5610Y-6)-徐工 |
| 塔機獨立狀態(tài)的最大起吊高度H0(m) | 40 |
| 塔機獨立狀態(tài)的計算高度H(m) | 43 |
| 塔身桁架結(jié)構(gòu) | 方鋼管 |
| 塔身桁架結(jié)構(gòu)寬度B(m) | 1.6 |
?二、塔機荷載
?
塔機豎向荷載簡圖
???1、塔機自身荷載標準值
| 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離RG1(m) | 24.13 |
| 小車和吊鉤自重G2(kN) | 2.24 |
| 小車最小工作幅度RG2(m) | 2 |
| 最大起重荷載Qmax(kN) | 60 |
| 最大起重荷載至塔身中心相應(yīng)的最大距離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離RG3(m) | 6.27 |
| 平衡塊自重G4(kN) | 149 |
| 平衡塊重心至塔身中心距離RG4(m) | 11.44 |
???2、風荷載標準值ωk(kN/m2)
| 工程所在地 | 江蘇 徐州市 |
| 基本風壓ω0(kN/m2) | 工作狀態(tài) | 0.2 |
| 非工作狀態(tài) | 0.35 |
| 塔帽形狀和變幅方式 | 錐形塔帽，小車變幅 |
| 地面粗糙度 | B類(田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)) |
| 風振系數(shù)βz | 工作狀態(tài) | 1.586 |
| 非工作狀態(tài) | 1.626 |
| 風壓等效高度變化系數(shù)μz | 1.297 |
| 風荷載體型系數(shù)μs | 工作狀態(tài) | 1.95 |
| 非工作狀態(tài) | 1.95 |
| 風向系數(shù)α | 1.2 |
| 塔身前后片桁架的平均充實率α0 | 0.35 |
| 風荷載標準值ωk(kN/m2) | 工作狀態(tài) | 0.8×1.2×1.586×1.95×1.297×0.2＝0.77 |
| 非工作狀態(tài) | 0.8×1.2×1.626×1.95×1.297×0.35＝1.382 |
???3、塔機傳遞至基礎(chǔ)荷載標準值
| 工作狀態(tài) |
| 塔機自重標準值Fk1(kN) | 226.38+61.82+2.24+37.55+149＝476.99 |
| 起重荷載標準值Fqk(kN) | 60 |
| 豎向荷載標準值Fk(kN) | 476.99+60＝536.99 |
| 水平荷載標準值Fvk(kN) | 0.77×0.35×1.6×43＝18.542 |
| 傾覆力矩標準值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 |
| 非工作狀態(tài) |
| 豎向荷載標準值Fk'(kN) | Fk1＝476.99 |
| 水平荷載標準值Fvk'(kN) | 1.382×0.35×1.6×43＝33.279 |
| 傾覆力矩標準值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、塔機傳遞至基礎(chǔ)荷載設(shè)計值
| 工作狀態(tài) |
| 塔機自重設(shè)計值F1(kN) | 1.2Fk1＝1.2×476.99＝572.388 |
| 起重荷載設(shè)計值FQ(kN) | 1.4Fqk＝1.4×60＝84 |
| 豎向荷載設(shè)計值F(kN) | 572.388+84＝656.388 |
| 水平荷載設(shè)計值Fv(kN) | 1.4Fvk＝1.4×18.542＝25.959 |
| 傾覆力矩設(shè)計值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 |
| 非工作狀態(tài) |
| 豎向荷載設(shè)計值F'(kN) | 1.2Fk'＝1.2×476.99＝572.388 |
| 水平荷載設(shè)計值Fv'(kN) | 1.4Fvk'＝1.4×33.279＝46.591 |
| 傾覆力矩設(shè)計值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、基礎(chǔ)驗算
?
基礎(chǔ)布置圖
| 基礎(chǔ)布置 |
| 基礎(chǔ)長l(m) | 5.5 | 基礎(chǔ)寬b(m) | 5.5 |
| 基礎(chǔ)高度h(m) | 1.4 |
| 基礎(chǔ)參數(shù) |
| 基礎(chǔ)混凝土強度等級 | C35 | 基礎(chǔ)混凝土自重γc(kN/m3) | 25 |
| 基礎(chǔ)上部覆土厚度h’(m) | 0 | 基礎(chǔ)上部覆土的重度γ’(kN/m3) | 19 |
| 基礎(chǔ)混凝土保護層厚度δ(mm) | 50 |
| 地基參數(shù) |
| 地基承載力特征值fak(kPa) | 220 | 基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)ηb | 0.3 |
| 基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)ηd | 1.6 | 基礎(chǔ)底面以下的土的重度γ(kN/m3) | 19 |
| 基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度γm(kN/m3) | 19 | 基礎(chǔ)埋置深度d(m) | 0 |
| 修正后的地基承載力特征值fa(kPa) | 234.25 |
????基礎(chǔ)及其上土的自重荷載標準值：
????Gk=blhγc=5.5×5.5×1.4×25=1058.75kN
????基礎(chǔ)及其上土的自重荷載設(shè)計值：G=1.2Gk=1.2×1058.75=1270.5kN
????荷載效應(yīng)標準組合時，平行基礎(chǔ)邊長方向受力：
????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
????荷載效應(yīng)基本組合時，平行基礎(chǔ)邊長方向受力：
????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
????基礎(chǔ)長寬比：l/b=5.5/5.5=1≤1.1，基礎(chǔ)計算形式為方形基礎(chǔ)。
????Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
????Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
????相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，同時作用于基礎(chǔ)X、Y方向的傾覆力矩：
????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、偏心距驗算
???(1)、偏心位置
????相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，基礎(chǔ)邊緣的最小壓力值：
????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
????偏心荷載合力作用點在核心區(qū)外。
?
???(2)、偏心距驗算
????偏心距：e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(1159.3+33.279×1.4)/(476.99+1058.75)=0.785m
????合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離：
????a=(5.52+5.52)0.5/2-0.785=3.104m
????偏心距在x方向投影長度：eb=eb/(b2+l2)0.5=0.785×5.5/(5.52+5.52)0.5=0.555m
????偏心距在y方向投影長度：el=el/(b2+l2)0.5=0.785×5.5/(5.52+5.52)0.5=0.555m
????偏心荷載合力作用點至eb一側(cè)x方向基礎(chǔ)邊緣的距離：b'=b/2-eb=5.5/2-0.555=2.195m
????偏心荷載合力作用點至el一側(cè)y方向基礎(chǔ)邊緣的距離：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
????滿足要求！
??2、基礎(chǔ)底面壓力計算
????荷載效應(yīng)標準組合時，基礎(chǔ)底面邊緣壓力值
????Pkmin=-8.357kPa
????Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(476.99+1058.75)/(3×2.195×2.195)=106.272kPa
??3、基礎(chǔ)軸心荷載作用應(yīng)力
????Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(476.99+1058.75)/(5.5×5.5)=50.768kN/m2
??4、基礎(chǔ)底面壓力驗算
????(1)、修正后地基承載力特征值
????fak+ηbγ(b-3)
??????=220.00+0.3×19×(5.5-3)=234.25kPa
????(2)、軸心作用時地基承載力驗算
????Pk=50.768kPa≤fa=234.25kPa
????滿足要求！
????(3)、偏心作用時地基承載力驗算
????Pkmax=106.272kPa≤1.2fa=1.2×234.25=281.1kPa
????滿足要求！
??5、基礎(chǔ)抗剪驗算
?
????基礎(chǔ)有效高度：h0=h-δ=1400-(50+20/2)=1340mm
????X軸方向凈反力：
????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
????假設(shè)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軸方向凈反力：
????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
????假設(shè)Pymin=0,偏心安全，得
????P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((5.500+1.600)/2)×73.812/5.500=47.643kPa
????基底平均壓力設(shè)計值：
????px=(Pxmax+P1x)/2=(73.812+47.643)/2=60.728kPa
????py=(Pymax+P1y)/2=(73.812+47.643)/2=60.728kPa
????基礎(chǔ)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軸方向抗剪：
????h0/l=1340/5500=0.244≤4
????0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1340/1000=30769.75kN≥Vx=651.303kN
????滿足要求！
????Y軸方向抗剪：
????h0/b=1340/5500=0.244≤4
????0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5500×1340/1000=30769.75kN≥Vy=651.303kN
????滿足要求！
?四、基礎(chǔ)配筋驗算
| 基礎(chǔ)底部長向配筋 | HRB400 Φ20@150 | 基礎(chǔ)底部短向配筋 | HRB400 Φ20@150 |
| 基礎(chǔ)頂部長向配筋 | HRB400 Φ20@150 | 基礎(chǔ)頂部短向配筋 | HRB400 Φ20@150 |
| 基礎(chǔ)豎向連接筋 | HRB400 Φ14@450 |
??1、基礎(chǔ)彎距計算
????基礎(chǔ)X向彎矩：
????MⅠ=(b-B)2pxl/8=(5.5-1.6)2×60.728×5.5/8=635.02kN·m
????基礎(chǔ)Y向彎矩：
????MⅡ=(l-B)2pyb/8=(5.5-1.6)2×60.728×5.5/8=635.02kN·m
??2、基礎(chǔ)配筋計算
????(1)、底面長向配筋面積
????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
????基礎(chǔ)底需要配筋：A1=max(1319，ρbh)=max(1319，0.0015×5500×1400)=11550mm2
????基礎(chǔ)底長向?qū)嶋H配筋：As1'=11833.332mm2≥A1=11550mm2
????滿足要求！
????(2)、底面短向配筋面積
????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
????基礎(chǔ)底需要配筋：A2=max(1319，ρlh)=max(1319，0.0015×5500×1400)=11550mm2
????基礎(chǔ)底短向?qū)嶋H配筋：AS2'=11833.332mm2≥A2=11550mm2
????滿足要求！
????(3)、頂面長向配筋面積
????基礎(chǔ)頂長向?qū)嶋H配筋：AS3'=11833.332mm2≥0.5AS1'=0.5×11833.332=5916.666mm2
????滿足要求！
????(4)、頂面短向配筋面積
????基礎(chǔ)頂短向?qū)嶋H配筋：AS4'=11833.332mm2≥0.5AS2'=0.5×11833.332=5916.666mm2
????滿足要求！
????(5)、基礎(chǔ)豎向連接筋配筋面積
????基礎(chǔ)豎向連接筋為雙向HRB400 14@450。
?五、配筋示意圖
?
基礎(chǔ)配筋圖
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F,Fk,Mk,Fvk,Fv.軟件是品茗建筑云安全計算軟件V1.2。