塔吊板式基础安全计算书
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矩形板式基础计算书
一、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、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
二、参数信息
1)基本参数
地基承载力特征值fak(kPa) / 承台宽度的地基承载力修
正系数ηb
/
基础埋深的地基承载力修正系
数ηd /
基础底面以下的土的重度
γ(kN/m3)
/
基础底面以上土的加权平均重
度γm(kN/m3)
/ 基础埋置深度d(m) / 2)承台参数:
承台底部长向配筋直径d1 22 承台底部长向配筋间距a1 160
承台底部长向配筋等级HRB335 承台底部短向配筋直径d2 22
承台底部短向配筋间距a2 160 承台底部短向配筋等级HRB335 承台顶部长向配筋直径d3 22 承台顶部长向配筋间距b1 160
承台顶部长向配筋等级HRB335 承台顶部短向配筋直径d4 22
承台顶部短向配筋间距b2 160 承台顶部短向配筋等级HRB335
(图1)塔吊荷载示意图
(图2)塔吊基础布置图
(图3)承台配筋图三、基础验算
1.荷载计算
基础及其上土的自重荷载标准值:
G k=blhγc=5.3×5.3×1.25×25=877.812kN
基础及其上土的自重荷载设计值:
G=1.35G k=1.35×877.812=1185.047kN
荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:M k''=1193.9kN·m
F vk''=F vk'/1.2=56.8/1.2=47.333kN
荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:
M''=1.35×1193.9=1611.765kN·m
F v''=F v'/1.2=76.68/1.2=63.9kN
基础长宽比:l/b=5.3/5.3=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
W x=lb2/6=5.3×5.32/6=24.813m3
W y=bl2/6=5.32×5.3/6=24.813m3
相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:
M kx=M k b/(b2+l2)0.5=1026.9×5.3/(5.32+5.32)0.5=726.128kN·m
M ky=M k l/(b2+l2)0.5=1026.9×5.3/(5.32+5.32)0.5=726.128kN·m
2、偏心距验算
(1)、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:
P kmin=(F k+G k)/A-M kx/W x-M ky/W y=(357+36.2+877.812)/(5.3×5.3)-726.128/24.813-7
26.128/24.813=-13.281<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
(2)、偏心距验算
偏心距:e=(M k+F Vk h)/(F k1+G k)=(1026.9+14.1×1.25)/(357+36.2+877.812)=0.822m 合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离:
a=(b2+l2)0.5/2-e=(5.32+5.32)0.5/2-0.822=2.926m
偏心距在x方向投影长度:e b=eb/(b2+l2)0.5=0.822×5.3/(5.32+5.32)0.5=0.581m
偏心距在y方向投影长度:e l=el/(b2+l2)0.5=0.822×5.3/(5.32+5.32)0.5=0.581m
偏心荷载合力作用点至e b一侧x方向基础边缘的距离:
b'=b/2-e b=5.3/2-0.581=2.069m
偏心荷载合力作用点至e l一侧y方向基础边缘的距离:
l'=l/2-e l=5.3/2-0.581=2.069m
b'l'=2.069×2.069=4.28m2≥0.125bl=0.125×5.3×5.3=3.511m2
满足要求
3、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时,基础底面边缘最大压力值
P kmax=(F k+G k)/3b'l'=(357+36.2+877.812)/(3×2.069×2.069)=98.981kPa
4、基础轴心荷载作用应力
P k=(F k+G k)/(lb)=(357+36.2+877.812)/(5.3×5.3)=45.248kN/m2
5、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
f a=f ak=193kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
P k=45.248kPa≤f a=193kPa
满足要求
(3)、偏心作用时地基承载力验算
P kmax=98.981kPa≤1.2f a=1.2×193=231.6kPa
满足要求
6、基础抗剪验算
基础有效高度:h0=h-δ=1.25-50/1000=1.2m
X轴方向净反力:
P xmin=γ(F k/A-(M k''+F vk''h)/W x)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)-(1193.9+47.333×1.25)/2
4.813)=-49.279kN/m2
P xmax=γ(F k/A+(M k''+F vk''h)/W x)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)+(1193.9+47.333×1.25)/
24.813)=87.073kN/m2
假设P xmin=0,偏心安全,得
P1x=P xmax-((b-B)/2)(P xmax-P xmin)/b=87.073-((5.3-1.6)/2)×(87.073-(-49.279))/5.3=39.4 79kN/m2
Y轴方向净反力:
P ymin=γ(F k/A-(M k''+F vk''h)/W y)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)-(1193.9+47.333×1.25)/2
4.813)=-49.279kN/m2
P ymax=γ(F k/A+(M k''+F vk''h)/W y)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)+(1193.9+47.333×1.25)/
24.813)=87.073kN/m2
假设P ymin=0,偏心安全,得
P1y=P ymax-((L-B)/2)(P ymax-P ymin)/l=87.073-((5.3-1.6)/2)×(87.073-(-49.279))/5.3=39.4 79kN/m2
基底平均压力设计值:P x=(P xmax+P1x)/2=(87.073+39.479)/2=63.276kN/m2
基底平均压力设计值:P y=(P ymax+P1y)/2=(87.073+39.479)/2=63.276kN/m2
基础所受剪力:V x=P x(b-B)l/2=63.276×(5.3-1.6)×5.3/2=620.42kN
基础所受剪力:V y=P y(l-B)b/2=63.276×(5.3-1.6)×5.3/2=620.42kN
X轴方向抗剪:
h0/l=1.2/5.3=0.226≤4
0.25βc f c lh0=0.25×1×11.9×5.3×1000×1.2×1000/1000=18921kN≥V x=620.42Kn
满足要求
Y轴方向抗剪:
h0/b=1.2/5.3=0.226≤4
0.25βc f c bh0=0.25×1×11.9×5.3×1000×1.2×1000/1000=18921kN≥V y=620.42kN
满足要求
四、基础配筋验算
1、基础弯距计算
基础X向弯矩:
MⅠ=(b-B)2p x l/8=((5.3-1.6)2)×63.276×5.3/8=573.888kN·m
基础Y向弯矩:
MⅡ=(l-B)2p y b/8=((5.3-1.6)2)×63.276×5.3/8=573.888kN·m
2、基础配筋计算
(1)、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/(α1f c bh02)=573.888×106/(1×11.9×5.3×1000×(1.2×1000)2)=0.006
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-((1-2×0.006)0.5)=0.006
γS1=1-ζ1/2=1-(0.006/2)=0.997
A S1=|MⅡ|/(γS1h0f y1)=573.888×106/(0.997×1.2×1000×300)=1599.202mm2
基础底需要配筋:
A1=max(A S1,ρbh0)=max(1599.202,
0.0015×5.3×1000×1.2×1000=9540)=max(1599.202,9540)=9540mm2
a1为钢筋间距
A s1'=(πd12/4)(b/a1+1)=(3.1415×222/4)×(5.3×1000/160+1)=12971.646
基础底长向实际配筋:A s1'=12971.646mm2≥A1=9540mm2
满足要求
(2)、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/(α1f c lh02)=573.888×106/(1×11.9×5.3×1000×(1.2×1000)2)=0.006 ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.006)0.5=0.006
γS2=1-ζ2/2=1-0.006/2=0.997
A S2=|MⅠ|/(γS2h0f y2)=573.888×106/(0.997×1.2×1000×300)=1599.202mm2
基础底需要配筋:
A2=max(A S2,ρlh0)=max(1599.202,
0.0015×5.3×1000×1.2×1000=9540)=max(1599.202,9540)=9540mm2
a2为钢筋间距
A s2'=(πd22/4)(l/a2+1)=(3.1415×222/4)×(5.3×1000/160+1)=12971.646
基础底短向实际配筋:A S2'=12971.646mm2≥A2=9540mm2
满足要求
(3)、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋:
A S3'=(3.1415×222/4)×(5.3×1000/160+1)=12971.646mm2≥
0.5A S1'=12971.646×0.5=6485.823mm2
满足要求
(4)、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋:
A S4'=(3.1415×222/4)×(5.3×1000/160+1)=12971.646mm2≥
0.5A S2'=12971.646×0.5=6485.823mm2
满足要求