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 塔机状态的最大起吊高度H0(m) 塔机状态的计算高度H(m) 塔身桁架结构 塔身桁架结构宽度B(m) TC5610 40 43 方钢管 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) 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) 357 56.8 1193.9 357 36.2 393.2 14.1 1026.9 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＝1.35×357＝481.95 1.35Fvk＝1.35×56.8＝76.68 1.35Mk＝1.35×1193.9＝1611.765 ''1.35Fk1＝1.35×357＝481.95 1.35FQk＝1.35×36.2＝48.87 481.95+48.87＝530.82 1.35Fvk＝1.35×14.1＝19.035 1.35Mk＝1.35×1026.9＝1386.315 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) 桩直径d(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(m) C25 0 50 -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 334 4.8. 3.6 0.8 承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m) 桩间侧阻力折减系数ψ 1.25 4.8 3.6 0.8 25 19 是

基础布置图

承台及其上土的自重荷载标准值：

Gk=bl(hγc+h'γ')=4.8×4.8×(1.25×25+0×19)=720kN

承台及其上土的自重荷载设计值：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、荷载效应标准组合

轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(357+720)/4=269.25kN 荷载效应标准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=698.5kN 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 桩混凝土强度等级 桩混凝土自重γz(kN/m) 桩底标高(m) 桩有效长度lt(m) 桩配筋 自定义桩身承载力设计值 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) qsia(kPa) 素填土 淤泥 砾砂 粉土 全风化岩 软弱下卧层 硬持力层厚度t(m) 修正后的地基承载力特征值fa(kPa) 5 908.84 地基压力扩散角ζ(°) 地基承载力特征值fak(kPa) 30 140 4.71 5.36 7.32 7.48 12.56 10 8 25 35 70 qpa(kPa) 150 100 3500 1900 4000 0.6 0.3 0.4 0.6 0.6 自然地面标高(m) 承台效应系数εc 端阻力特征值抗拔系数 fak(kPa) 90 50 150 160 330 0 0.1 承载力特征值是 桩身承载力设计值 70.221 3C35 25 -29.7 25.7 桩基成桩工艺系数ψC 桩混凝土保护层厚度б(mm) 0.85 35 下卧层顶的地基承载力修正系数εd 下卧层顶以下的土的重度γ(kN/m ) 1.4 20 下卧层顶的地基承载力修正系数εb 下卧层顶以上土的加权平均重度γm 0.15 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征值：

Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+εcfakAc=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 满足要求！

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的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=698.5kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=70.221kN 满足要求！

(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%

满足要求！ 5、软弱下卧层验算

(1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+εbγ(ab+d-3)+εdγm(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的附加应力

σz=[(Fk+Gk)-3/2(al+ab+2d)·Σqsikli]/[(al+d+2t·tanζ)(ab+d+2t·tanζ)] =[(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 因为附加应力小于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 满足要求！

五、承台计算

承台配筋 承台底向配筋 承台顶向配筋 暗梁配筋 承台梁上部配筋 承台梁底部配筋 承台梁箍筋肢数n HRB335 8Φ22 HRB335 8Φ22 4 承台梁腰筋配筋 承台梁箍筋配筋 暗梁计算宽度l'(m) HRB335 4Φ14 HRB335 Φ12@200 1 HRB335 Φ22@160 承台底部短向配筋 HRB335 Φ22@160 承台顶部短向配筋 HRB335 Φ22@160 HRB335 Φ22@160 1、荷载计算

塔身截面对角线上立杆的荷载设计值：

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=11mm 受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/11)1/4=0.906 塔吊边至桩边的水平距离：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=0.6/1.1=0.505，取λb=0.505；

λl'= a1l/h0=0.6/1.1=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

Vmax=437.115kN≤βhsαbftl'h0=0.906×1.163×1270×1×1.1=1590.1kN Vmax=437.115kN≤βhsαlftl'h0=0.906×1.163×1270×1×1.1=1590.1kN 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+2×1.1=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，可不进行角桩冲切的承载力验算！ 4、承台配筋计算 (1)、承台梁底部配筋

αS1= Mmin/(α1fcl'h02)=618.08×106/(1.05×11.9×1000×112)=0.035 δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.035)0.5=0.036 γS1=1-δ1/2=1-0.036/2=0.982

AS1=Mmin/(γS1h0fy1)=618.08×106/(0.982×11×300)=1765mm2

最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.27/300)=max(0.2,0.19)=0.2% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρlh0)=max(1765,0.002×1000×11)=2378mm2 梁底部实际配筋：AS1'=3042mm2≥AS1=2378mm2 满足要求！

(2)、承台梁上部配筋

αS2= Mmax/(α2fcl'h02)=277.342×106/(1.05×11.9×1000×112)=0.016 δ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.016)0.5=0.016 γS2=1-δ2/2=1-0.016/2=0.992

AS1=Mmax/(γS2h0fy2)=277.342×106/(0.992×11×300)=784mm2

最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy2)=max(0.2,45×1.27/300)=max(0.2,0.19)=0.2% 梁上部需要配筋：A2=max(AS2, ρl'h0)=max(784,0.002×1000×11)=2378mm2 梁上部实际配筋：AS2'=3042mm2≥AS2=2378mm2 满足要求！

(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)/(2×1.1)=1.067 取λ=1.5

混凝土受剪承载力：1.75ft l'h0/(λ+1)=1.75×1.27×1×1.1/(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)=

0.7×1.27×1000×11+1.25×300×11×2.262=2065.566 kN 满足要求！ 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% 满足要求！

(5)、板底面长向配筋面积

板底需要配筋：AS1=ρbh0=0.002×4800×11=11415mm2 承台底长向实际配筋：AS1'=11785mm2≥AS1=11415mm2 满足要求！

(6)、板底面短向配筋面积

板底需要配筋：AS2=ρlh0=0.002×4800×11=11415mm2 承台底短向实际配筋：AS2'=11785mm2≥AS2=11415mm2 满足要求！

(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=53mm2 满足要求！

(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=53mm2

满足要求！

(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