矩形格構(gòu)式基礎(chǔ)計(jì)算

...wd......wd......wd...矩形格構(gòu)式根基計(jì)算書(shū)一、塔機(jī)屬性塔機(jī)型號(hào)H5810塔機(jī)獨(dú)立狀態(tài)的最大起吊高度H0(m)40塔機(jī)獨(dú)立狀態(tài)的計(jì)算高度H(m)43塔身桁架構(gòu)造方鋼管塔身桁架構(gòu)造寬度B(m)1.6二、塔機(jī)荷載塔機(jī)豎向荷載簡(jiǎn)圖1、塔機(jī)自身荷載標(biāo)準(zhǔn)值塔身自重G0(kN)317起重臂自重G1(kN)45.48起重臂重心至塔身中心距離RG1(m)29.7小車(chē)和吊鉤自重G2(kN)3.5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)13最小起重荷載Qmin(kN)8.7最大吊物幅度RQmin(m)58最大起重力矩M2(kN·m)Max[60×13，8.7×58]＝780平衡臂自重G3(kN)16.1平衡臂重心至塔身中心距離RG3(m)6.03平衡塊自重G4(kN)154平衡塊重心至塔身中心距離RG4(m)12.062、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk(kN/m2)工程所在地浙江臨海市根本風(fēng)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(chē)變幅地面粗糙度B類(lèi)(田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比擬稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū))風(fēng)振系數(shù)βz工作狀態(tài)1.59非工作狀態(tài)1.59風(fēng)壓等效高度變化系數(shù)μz1.32風(fēng)荷載體型系數(shù)μs工作狀態(tài)1.95非工作狀態(tài)1.95風(fēng)向系數(shù)α1.2塔身前后片桁架的平均充實(shí)率α00.35風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk(kN/m2)工作狀態(tài)0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.79非工作狀態(tài)0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.35＝1.383、塔機(jī)傳遞至根基荷載標(biāo)準(zhǔn)值工作狀態(tài)塔機(jī)自重標(biāo)準(zhǔn)值Fk1(kN)317+45.48+3.5+16.1+154＝536.08起重荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fqk(kN)60豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk(kN)536.08+60＝596.08水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fvk(kN)0.79×0.35×1.6×43＝19.02傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk(kN·m)45.48×29.7+3.5×13-16.1×6.03-154×12.06+0.9×(780+0.5×19.02×43)＝511.97非工作狀態(tài)豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk'(kN)Fk1＝536.08水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fvk'(kN)1.38×0.35×1.6×43＝33.23傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk'(kN·m)45.48×29.7-16.1×6.03-154×12.06+0.5×33.23×43＝110.884、塔機(jī)傳遞至根基荷載設(shè)計(jì)值工作狀態(tài)塔機(jī)自重設(shè)計(jì)值F1(kN)1.2Fk1＝1.2×536.08＝643.3起重荷載設(shè)計(jì)值FQ(kN)1.4FQk＝1.4×60＝84豎向荷載設(shè)計(jì)值F(kN)643.3+84＝727.3水平荷載設(shè)計(jì)值Fv(kN)1.4Fvk＝1.4×19.02＝26.63傾覆力矩設(shè)計(jì)值M(kN·m)1.2×(45.48×29.7+3.5×13-16.1×6.03-154×12.06)+1.4×0.9×(780+0.5×19.02×43)＝828.37非工作狀態(tài)豎向荷載設(shè)計(jì)值F'(kN)1.2Fk'＝1.2×536.08＝643.3水平荷載設(shè)計(jì)值Fv'(kN)1.4Fvk'＝1.4×33.23＝46.52傾覆力矩設(shè)計(jì)值M'(kN·m)1.2×(45.48×29.7-16.1×6.03-154×12.06)+1.4×0.5×33.23×43＝275.94三、樁頂作用效應(yīng)計(jì)算承臺(tái)布置樁數(shù)n4承臺(tái)高度h(m)1承臺(tái)長(zhǎng)l(m)4承臺(tái)寬b(m)4承臺(tái)長(zhǎng)向樁心距al(m)2.5承臺(tái)寬向樁心距ab(m)2.5樁直徑d(m)0.8承臺(tái)參數(shù)承臺(tái)混凝土等級(jí)C25承臺(tái)混凝土自重γC(kN/m3)25承臺(tái)上部覆土厚度h'(m)0承臺(tái)上部覆土的重度γ'(kN/m3)19承臺(tái)混凝土保護(hù)層厚度δ(mm)50配置暗梁是矩形樁式根基布置圖承臺(tái)及其上土的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=bl(hγc+h'γ')=4×4×(1×25+0×19)=400kN承臺(tái)及其上土的自重荷載設(shè)計(jì)值：G=1.2Gk=1.2×400=480kN樁對(duì)角線距離：L=(ab2+al2)0.5=(2.52+2.52)0.5=3.54m1、荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(596.08+400)/4=249.02kN荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L=(596.08+400)/4+(511.97+19.02×2.25)/3.54=405.93kNQkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L=(596.08+400)/4-(511.97+19.02×2.25)/3.54=92.11kN2、荷載效應(yīng)根本組合荷載效應(yīng)根本組合偏心豎向力作用下：Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L=(727.3+480)/4+(828.37+26.63×2.25)/3.54=553.07kNQmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L=(727.3+480)/4-(828.37+26.63×2.25)/3.54=50.58kN四、格構(gòu)柱計(jì)算格構(gòu)柱參數(shù)格構(gòu)柱綴件形式綴板格構(gòu)式鋼柱的截面邊長(zhǎng)a(mm)500格構(gòu)式鋼柱計(jì)算長(zhǎng)度H0(m)6.75綴板間凈距l(xiāng)01(mm)250格構(gòu)柱伸入灌注樁的錨固長(zhǎng)度(m)5格構(gòu)柱分肢參數(shù)格構(gòu)柱分肢材料L100X12分肢材料截面積A0(cm2)22.8分肢對(duì)最小剛度軸的回轉(zhuǎn)半徑iy0(cm)1.95格構(gòu)柱分肢平行于對(duì)稱(chēng)軸慣性矩I0(cm4)208.9分肢形心軸距分肢外邊緣距離Z0(cm)2.91分肢材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy(N/mm2)235分肢材料抗拉、壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(N/mm2)215格構(gòu)柱綴件參數(shù)格構(gòu)式鋼柱綴件材料420×150×10格構(gòu)式鋼柱綴件截面積A1x'(mm2)1500焊縫參數(shù)角焊縫焊腳尺寸hf(mm)10焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lf(mm)200焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftw(N/mm2)1601、格構(gòu)式鋼柱換算長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算整個(gè)格構(gòu)柱截面對(duì)X、Y軸慣性矩：I=4[I0+A0(a/2-Z0)2]=4×[208.90+22.80×(50.00/2-2.91)2]=45338.29cm4整個(gè)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比：λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=675/(45338.29/(4×22.80))0.5=30.27分肢長(zhǎng)細(xì)比：λ1=l01/iy0=25.00/1.95=12.82分肢毛截面積之和：A=4A0=4×22.80×102=9120mm2格構(gòu)式鋼柱繞兩主軸的換算長(zhǎng)細(xì)比：λ0max=(λx2+λ12)0.5=(30.272+12.822)0.5=32.88滿(mǎn)足要求！2、格構(gòu)式鋼柱分肢的長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算λ1=12.82≤min(0.5λ0max，40)=min(0.5×32.88，40)=16.44滿(mǎn)足要求！3、格構(gòu)式鋼柱受壓穩(wěn)定性驗(yàn)算λ0max(fy/235)0.5=32.88×(215/235)0.5=31.45查表《鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017附錄C：b類(lèi)截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)：φ=0.932Qmax/(φA)=553.07×103/(0.932×9120)=65.07N/mm2≤f=215N/mm2滿(mǎn)足要求！4、綴件驗(yàn)算綴件所受剪力：V=Af(fy/235)0.5/85=9120×215×10-3×(235/235)0.5/85=23.07kN格構(gòu)柱相鄰綴板軸線距離：l1=l01+15=25.00+15=40cm作用在一側(cè)綴板上的彎矩：M0=Vl1/4=23.07×0.4/4=2.31kN·m分肢型鋼形心軸之間距離：b1=a-2Z0=0.5-2×0.0291=0.44m作用在一側(cè)綴板上的剪力：V0=Vl1/(2·b1)=23.07×0.4/(2×0.44)=10.44kN角焊縫面積：Af=0.8hflf=0.8×10×200=1600mm2角焊縫截面抵抗矩：Wf=0.7hflf2/6=0.7×10×2002/6=46667mm3垂直于角焊縫長(zhǎng)度方向應(yīng)力：σf=M0/Wf=2.31×106/46667=49N/mm2垂直于角焊縫長(zhǎng)度方向剪應(yīng)力：τf=V0/Af=10.44×103/1600=7N/mm2((σf/1.22)2+τf2)0.5=((49/1.22)2+72)0.5=41N/mm2≤ftw=160N/mm2滿(mǎn)足要求！五、樁承載力驗(yàn)算樁參數(shù)樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30樁基成樁工藝系數(shù)ψC0.75樁混凝土自重γz(kN/m3)25樁混凝土保護(hù)層厚度б(mm)35樁入土深度lt(m)30樁配筋自定義樁身承載力設(shè)計(jì)值否樁混凝土類(lèi)型鋼筋混凝土樁身普通鋼筋配筋HRB40012Φ16地基屬性是否考慮承臺(tái)效應(yīng)否土名稱(chēng)土層厚度li(m)側(cè)阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系數(shù)承載力特征值fak(kPa)素填土1.8000.7-粘土21200.7-淤泥11400.7-粉質(zhì)粘土2.82500.7-圓礫3.73600.7-粉質(zhì)粘土2.12800.7-含礫砂粉質(zhì)粘土8.23000.7-粉質(zhì)粘土10.93200.7-考慮基坑開(kāi)挖后，格構(gòu)柱段外露，不存在側(cè)阻力，此時(shí)為最不利狀態(tài)1、樁基豎向抗壓承載力計(jì)算樁身周長(zhǎng)：u=πd=3.14×0.8=2.51m樁端面積：Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap=2.51×(1.05×12+11×4+2.8×25+3.7×36+2.1×28+8.1×30)+0×0.5=1411.45kNQk=249.02kN≤Ra=1411.45kNQkmax=405.93kN≤1.2Ra=1.2×1411.45=1693.75kN滿(mǎn)足要求！2、樁基豎向抗拔承載力計(jì)算Qkmin=92.11kN≥0不需要進(jìn)展樁基豎向抗拔承載力計(jì)算！3、樁身承載力計(jì)算縱向普通鋼筋截面面積：As=nπd2/4=12×3.14×162/4=2413mm2(1)、軸心受壓樁樁身承載力荷載效應(yīng)根本組合下的樁頂軸向壓力設(shè)計(jì)值：Q=Qmax=553.07kNψcfcAp+0.9fy'As'=(0.75×14×0.5×106+0.9×(360×2412.74))×10-3=6259.56kNQ=553.07kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=6259.56kN滿(mǎn)足要求！(2)、軸心受拔樁樁身承載力Qkmin=92.11kN≥0不需要進(jìn)展軸心受拔樁樁身承載力計(jì)算！4、樁身構(gòu)造配筋計(jì)算As/Ap×100%=(2412.74/(0.5×106))×100%=0.48%≥0.45%滿(mǎn)足要求！六、承臺(tái)計(jì)算承臺(tái)配筋承臺(tái)底部長(zhǎng)向配筋HRB400Φ18@180承臺(tái)底部短向配筋HRB400Φ18@180承臺(tái)頂部長(zhǎng)向配筋HRB400Φ16@200承臺(tái)頂部短向配筋HRB400Φ16@200暗梁配筋承臺(tái)梁上部配筋HRB4006Φ22承臺(tái)梁腰筋配筋HRB4004Φ14承臺(tái)梁底部配筋HRB4006Φ22承臺(tái)梁箍筋配筋HRB400Φ8@200承臺(tái)梁箍筋肢數(shù)n4暗梁計(jì)算寬度l'(m)0.81、荷載計(jì)算塔身截面對(duì)角線上立桿的荷載設(shè)計(jì)值：Fmax=F/n+M/(20.5B)=727.3/4+828.37/(20.5×1.6)=547.92kNFmin=F/n-M/(20.5B)=727.3/4-828.37/(20.5×1.6)=-184.27kN剪力圖(kN)彎矩圖(kN·m)Vmax=415.55kN，Mmax=33.21kN·m，Mmin=-265.95kN·m2、受剪切計(jì)算截面有效高度：h0=h-δc-D/2=1000-50-18/2=941mm受剪切承載力截面高度影響系數(shù)：βhs=(800/941)1/4=0.96塔吊邊至樁邊的水平距離：a1b=(ab-B-d)/2=(2.5-1.6-0.8)/2=0.05ma1l=(al-B-d)/2=(2.5-1.6-0.8)/2=0.05m計(jì)算截面剪跨比：λb'=a1b/h0=0.05/0.94=0.05，取λb=0.25；λl'=a1l/h0=0.05/0.94=0.05，取λl=0.25；承臺(tái)剪切系數(shù)：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.25+1)=1.4αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.25+1)=1.4Vmax=415.55kN≤βhsαbftl'h0=0.96×1.4×1270×0.8×0.94=1285.25kNVmax=415.55kN≤βhsαlftl'h0=0.96×1.4×1270×0.8×0.94=1285.25kN滿(mǎn)足要求！3、受沖切計(jì)算鋼格構(gòu)柱頂部根基承臺(tái)底有角鋼托板，所以無(wú)需對(duì)混凝土承臺(tái)進(jìn)展抗沖切驗(yàn)算4、承臺(tái)配筋計(jì)算(1)、承臺(tái)梁底部配筋αS1=Mmin/(α1fcl'h02)=265.95×106/(1.05×11.9×800×9412)=0.03ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.03)0.5=0.031γS1=1-ζ1/2=1-0.031/2=0.985AS1=Mmin/(γS1h0fy1)=265.95×106/(0.985×941×360)=798mm2最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.27/360)=max(0.2,0.16)=0.2%梁底需要配筋：A1=max(AS1,ρlh0)=max(798,0.002×800×941)=1506mm2梁底部實(shí)際配筋：AS1'=2281mm2≥AS1=1506mm2滿(mǎn)足要求！(2)、承臺(tái)梁上部配筋αS2=Mmax/(α2fcl'h02)=33.21×106/(1.05×11.9×800×9412)=0.004ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.004)0.5=0.004γS2=1-ζ2/2=1-0.004/2=0.998AS1=Mmax/(γS2h0fy2)=33.21×106/(0.998×941×360)=99mm2最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy2)=max(0.2,45×1.27/360)=max(0.2,0.16)=0.2%梁上部需要配筋：A2=max(AS2,ρl'h0)=max(99,0.002×800×941)=1506mm2梁上部實(shí)際配筋：AS2'=2281mm2≥AS2=1506mm2滿(mǎn)足要求！(3)、梁腰筋配筋梁腰筋按照構(gòu)造配筋4Φ14(4)、承臺(tái)梁箍筋計(jì)算箍筋抗剪計(jì)算截面剪跨比：λ'=(L-20.5B)/(2h0)=(4-20.5×1.6)/(2×0.94)=0.92取λ=1.5混凝土受剪承載力：1.75ftl'h0/(λ+1)=1.75×1.27×0.8×0.94/(1.5+1)=0.67kNVmax=415.55kN>1.75ftl'h0/(λ+1)=0.67kNnAsv1/s=4×(3.14×82/4)/200=1.01(V-0.7ftl'h0)/(1.25fy