矩形格构式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/T187-20092、混凝土结构设计规范GB50010-20103、建筑桩基技术规范JGJ94-20084、建筑地基基础设计规范GB50007-2011 5、钢结构设计规范GB50017-2003一、塔机属性塔机型号 QTZ80（浙江建机）塔机独立状态的最大起吊高度H 0(m) 40塔机独立状态的计算高度H(m) 43塔身桁架结构 方钢管塔身桁架结构宽度B(m) 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F k1(kN) 650起重荷载标准值F qk(kN) 36.2竖向荷载标准值F k(kN) 686.2水平荷载标准值F vk(kN) 25倾覆力矩标准值M k(kNm) 1500非工作状态竖向荷载标准值F k(kN) 650水平荷载标准值F vk(kN) 90倾覆力矩标准值M k(kNm) 25002、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F 1(kN) 1.35Fk1 1.35650877.5起重荷载设计值F Q(kN) 1.35FQk 1.3536.248.87竖向荷载设计值F(kN) 877.5+48.87926.37水平荷载设计值F v(kN) 1.35Fvk 1.352533.75倾覆力矩设计值M(kNm) 1.35Mk1.3515002025非工作状态竖向荷载设计值F(kN) 1.35Fk1.35650877.5水平荷载设计值F v(kN) 1.35Fvk1.3590121.5倾覆力矩设计值M(kNm) 1.35Mk1.3525003375三、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 承台宽b(m) 4承台长向桩心距a l(m) 2.1 承台宽向桩心距a b(m) 2.1桩直径d(m) 0.8 桩间侧阻力折减系数 0.8承台参数承台混凝土等级 C35 承台混凝土自重 C(kN/m3) 25承台上部覆土厚度h(m) 0 承台上部覆土的重度(kN/m 3) 19承台混凝土保护层厚度(mm) 50 配置暗梁 否格构式钢柱总重G p2(kN) 20 承台底标高(m) -8.25基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值：Gk=bl(hc+h)=44(1.2525+019)=500kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35G k=1.35500=675kN桩对角线距离：L=(a b2+al2)0.5=(2.12+2.12)0.5=2.97m1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Q k=(Fk+Gk+Gp2)/n=(650+500+20)/4=292.5kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk+Gp2)/n+(Mk+FVk(H0-hr+h/2)/L=(650+500+20)/4+(2500+90(1.25+6.65-3-1.25/2)/2.97=1263.846kNQkmin=(Fk+Gk+Gp2)/n-(Mk+FVk(H0-hr+h/2)/L=(650+500+20)/4-(2500+90(1.25+6.65-3-1.25/2)/2.97=-678.846kN2、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+1.35Gp2)/n+(M+Fv(H0-hr+h/2)/L=(877.5+675+1.3520)/4+(3375+121.5(1.25+6.65-3-1.25/2)/2.97=1706.192kNQmin=(F+G+1.35Gp2)/n-(M+Fv(H0-hr+h/2)/L=(877.5+675+1.3520)/4-(3375+121.5(1.25+6.65-3-1.25/2)/2.97=-916.442kN四、格构柱计算格构柱参数格构柱缀件形式 缀板 格构式钢柱的截面边长a(mm) 450格构式钢柱长度H 0(m) 6.65 缀板间净距l 01(mm) 400格构柱伸入灌注桩的锚固长度h r(m) 3格构柱分肢参数格构柱分肢材料 L140X12 分肢材料截面积A 0(cm2) 32.51分肢对最小刚度轴的回转半径i y0(cm) 2.77格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4)603.68分肢形心轴距分肢外边缘距离Z 0(cm) 3.9 分肢材料屈服强度f y(N/mm2) 235分肢材料抗拉、压强 度设计值f(N/mm 2) 215格构柱缀件参数格构式钢柱缀件材料 42430012 格构式钢柱缀件截面积A 1x(mm2) 3600缀件钢板抗弯强度设计值f(N/mm 2) 215 缀件钢板抗剪强度设计值(N/mm 2) 125焊缝参数角焊缝焊脚尺寸h f(mm) 10 焊缝计算长度l f(mm) 554焊缝强度设计值f tw(N/mm2) 1601、格构式钢柱换算长细比验算整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩：I=4I0+A0(a/2-Z0)2=4603.68+32.51(45.00/2-3.90)2=47403.358cm4整个构件长细比： x=y=H0/(I/(4A0)0.5=665/(47403.358/(432.51)0.5=34.83分肢长细比： 1=l01/iy0=40.00/2.77=14.44分肢毛截面积之和：A=4A 0=432.51102=13004mm2格构式钢柱绕两主轴的换算长细比： 0 max=(x2+12)0.5=(34.832+14.442)0.5=37.7050max=37.705=150满足要求！2、格构式钢柱分肢的长细比验算1=14.44min(0.50max，40)=min(0.550，40)=25满足要求！3、格构式钢柱受压稳定性验算0max(fy/235)0.5=50(235/235)0.5=50查表钢结构设计规范GB50017附录C：b类截面轴心受压构件的稳定系数：=0.856 Qmax/(A)=1706.192103/(0.85613004)=153.277N/mm2f=215N/mm2满足要求！4、缀件验算缀件所受剪力：V=Af(f y/235)0.5/85=1300421510-3(235/235)0.5/85=32.892kN格构柱相邻缀板轴线距离：l 1=l01+30=40.00+30=70cm作用在一侧缀板上的弯矩：M 0=Vl1/4=32.8920.7/4=5.756kNm分肢型钢形心轴之间距离：b 1=a-2Z0=0.45-20.039=0.372m作用在一侧缀板上的剪力：V 0=Vl1/(2b1)=32.8920.7/(20.372)=30.947kN= M0/(bh2/6)=5.756106/(123002/6)=31.979N/mm2f=215N/mm2满足要求！=3V0/(2bh)=330.947103/(212300)=12.895N/mm2=125N/mm2满足要求！角焊缝面积：A f=0.7hflf=0.810554=3878mm2角焊缝截面抵抗矩：W f=0.7hflf2/6=0.7105542/6=358069mm3垂直于角焊缝长度方向应力： f=M0/Wf=5.756106/358069=16N/mm2平行于角焊缝长度方向剪应力： f=V0/Af=30.947103/3878=8N/mm2(f /1.22)2+f2)0.5=(16/1.22)2+82)0.5=15N/mm2ftw=160N/mm2满足要求！根据缀板的构造要求缀板高度：300mm2/3 b 1=2/30.3721000=248mm满足要求！缀板厚度：12mmmax1/40b 1，6= max1/400.3721000，6=9mm 满足要求！缀板间距：l 1=700mm2b1=20.3721000=744mm满足要求！线刚度：缀板/分肢=412300 3/(12(450-239)/(603.68104/700)=33.6646满足要求！五、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级 C25 桩基成桩工艺系数 C 0.75桩混凝土自重 z(kN/m3) 25 桩混凝土保护层厚度(mm) 35桩底标高(m) -29.7桩有效长度l t(m) 16.175桩配筋自定义桩身承载力设计值 否 桩混凝土类型 钢筋混凝土桩身普通钢筋配筋 HRB400 1218地基属性地下水位至地表的距离hz(m) 2 自然地面标高(m) 0是否考虑承台效应 是 承台效应系数 c 0.1土名称 土层厚度l i(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)粘质粉土 4.34 16 0 0.76 0淤泥质粘土 6.9 8 0 0.72 0粘土 4.2 29 0 0.78 0粉质粘土 2.6 16 0 0.73 0粉砂 1 27 0 0.65 0砾砂 3.5 45 0 0.6 0圆砾 5 50 0 0.6 0强风化泥质粉砂岩 1.2 45 0 0.6 0中风化泥质粉砂岩 1 90 3500 1 3500考虑基坑开挖后，格构柱段外露，不存在侧阻力，此时为最不利状态1、桩基竖向抗压承载力计算桩身周长：u=d=3.140.8=2.513m桩端面积：A p=d2/4=3.140.82/4=0.503m2承载力计算深度：min(b/2,5)=min(4/2,5)=2mfak=(20)/2=0/2=0kPa承台底净面积：A c=(bl-nAp)/n=(44-40.503)/4=3.497m2复合桩基竖向承载力特征值：Ra=uqsiali+qpaAp+cfakAc=0.82.513(4.16529+2.616+127+3.545+550+1.245+0.9690)+35000.503+0.103.497=3241.691kNQk=292.5kNRa=3241.691kNQkmax=1263.846kN1.2Ra=1.23241.691=3890.03kN满足要求！2、桩基竖向抗拔承载力计算Qkmin=-678.846kN0按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Q k=678.846kN 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：G p=ltAp(z-10)=16.1750.503(25-10)=121.957kNRa=uiqsiali+Gp=0.82.513(0.784.16529+0.732.616+0.65127+0.63.545+0.64.9150)+121.957=893.894kNQk=678.846kNRa=893.894kN满足要求！3、桩身承载力计算纵向普通钢筋截面面积：A s=nd2/4=123.142182/4=3054mm2(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=Q max=1706.192kNcfcAp+0.9fyAs=(0.75120.503106 + 0.9(3603053.628)10-3=5585.5kNQ=1706.192kNcfcAp+0.9fyAs=5585.5kN满足要求！(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=-Q min=916.442kNfyAS=3603053.62810-3=1099.306kNQ=916.442kNfyAS=1099.306