QTZ63 (ZJ5311)矩形板式基础计算书.
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QTZ63 (ZJ5311)矩形板式基础计算书一、塔机属性
塔机型号QTZ63 (ZJ5311)
塔机独立状态的最大起吊高度H0(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
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN) 251
起重臂自重G1(kN) 37.4
起重臂重心至塔身中心距离R G1(m) 22
2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
3、塔机传递至基础荷载标准值
4、塔机传递至基础荷载设计值
倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2×(37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×45.27×43=934.4 三、基础验算
矩形板式基础布置图
基础布置
基础长l(m) 5.3 基础宽b(m) 5.3 基础高度h(m) 1.25
基础参数
基础混凝土强度等级C25 基础混凝土自重γc(kN/m3) 25 基础上部覆土厚度h’(m)0 基础上部覆土的重度γ’(kN/m3) 19 基础混凝土保护层厚度δ(mm)40
地基参数
地基承载力特征值f ak(kPa) 150 基础宽度的地基承载力修正系数ηb0.3
基础及其上土的自重荷载标准值:
G k=blhγc=5.3×5.3×1.25×25=877.81kN
基础及其上土的自重荷载设计值:G=1.2G k=1.2×877.81=1053.38kN
荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:
M k''=G1R G1+G2R Qmax-G3R G3-G4R G4+0.9×(M2+0.5F vk H/1.2)
=37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×19.02×43/1.2)
=614.54kN·m
F vk''=F vk/1.2=19.02/1.2=15.85kN
荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:
M''=1.2×(G1R G1+G2R Qmax-G3R G3-G4R G4)+1.4×0.9×(M2+0.5F vk H/1.2) =1.2×37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×19.02×43/1.2) =922.98kN·m
F v''=F v/1.2=26.63/1.2=22.19kN
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=24.81m3
W y=bl2/6=5.3×5.32/6=24.81m3
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=675.88×5.3/(5.32+5.32)0.5=477.92kN·m
M ky=M k l/(b2+l2)0.5=675.88×5.3/(5.32+5.32)0.5=477.92kN·m
1、偏心距验算
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
=(461.4+877.81)/28.09-477.92/24.81-477.92/24.81=9.15kPa≥0偏心荷载合力作用点在核心区内。
2、基础底面压力计算
P kmin=9.15kPa
P kmax=(F k+G k)/A+M kx/W x+M ky/W y
=(461.4+877.81)/28.09+477.92/24.81+477.92/24.81=86.2kPa 3、基础轴心荷载作用应力
P k=(F k+G k)/(lb)=(461.4+877.81)/(5.3×5.3)=47.68kN/m2
4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
f a=f ak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
=150.00+0.30×19.00×(5.30-3)+1.60×19.00×(1.50-0.5)=193.51kPa (2)、轴心作用时地基承载力验算
P k=47.68kPa≤f a=193.51kPa
满足要求!
(3)、偏心作用时地基承载力验算
P kmax=86.2kPa≤1.2f a=1.2×193.51=232.21kPa
满足要求!
5、基础抗剪验算
基础有效高度:h0=h-δ=1250-(40+20/2)=1200mm
X轴方向净反力:
P xmin=γ(F k/A-(M k''+F vk''h)/W x)=1.35×(461.400/28.090-(614.538+15.850×1.250)/24.813)=-12. 338kN/m2
P xmax=γ(F k/A+(M k''+F vk''h)/W x)=1.35×(461.400/28.090+(614.538+15.850×1.250)/24.813)=56 .688kN/m2
假设P xmin=0,偏心安全,得
P1x=((b+B)/2)P xmax/b=((5.300+1.600)/2)×56.688/5.300=36.901kN/m2
Y轴方向净反力:
P ymin=γ(F k/A-(M k''+F vk''h)/W y)=1.35×(461.400/28.090-(614.538+15.850×1.250)/24.813)=-12. 338kN/m2
P ymax=γ(F k/A+(M k''+F vk''h)/W y)=1.35×(461.400/28.090+(614.538+15.850×1.250)/24.813)=56 .688kN/m2
假设P ymin=0,偏心安全,得
P1y=((l+B)/2)P ymax/l=((5.300+1.600)/2)×56.688/5.300=36.901kN/m2
基底平均压力设计值:
p x=(P xmax+P1x)/2=(56.69+36.9)/2=46.79kN/m2
p y=(P ymax+P1y)/2=(56.69+36.9)/2=46.79kPa
基础所受剪力:
V x=|p x|(b-B)l/2=46.79×(5.3-1.6)×5.3/2=458.82kN
V y=|p y|(l-B)b/2=46.79×(5.3-1.6)×5.3/2=458.82kN
X轴方向抗剪:
h0/l=1200/5300=0.23≤4
0.25βc f c lh0=0.25×1×11.9×5300×1200=18921kN≥V x=458.82kN
满足要求!
Y轴方向抗剪:
h0/b=1200/5300=0.23≤4
0.25βc f c bh0=0.25×1×11.9×5300×1200=18921kN≥V y=458.82kN
满足要求!
6、地基变形验算
倾斜率:tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5000=0≤0.001
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)2×46.79×5.3/8=424.41kN·m
基础Y向弯矩:
MⅡ=(l-B)2p y b/8=(5.3-1.6)2×46.79×5.3/8=424.41kN·m
2、基础配筋计算
(1)、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/(α1f c bh02)=424.41×106/(1×11.9×5300×12002)=0.005
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.005)0.5=0.005
γS1=1-ζ1/2=1-0.005/2=0.998
A S1=|MⅡ|/(γS1h0f y1)=424.41×106/(0.998×1200×300)=1182mm2
基础底需要配筋:A1=max(1182,ρbh0)=max(1182,0.0015×5300×1200)=9540mm2 基础底长向实际配筋:A s1'=9560mm2≥A1=9540mm2
满足要求!
(2)、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/(α1f c lh02)=424.41×106/(1×11.9×5300×12002)=0.005
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.005)0.5=0.005
γS2=1-ζ2/2=1-0.005/2=0.998
A S2=|MⅠ|/(γS2h0f y2)=424.41×106/(0.998×1200×300)=1182mm2
基础底需要配筋:A2=max(1182,ρlh0)=max(1182,0.0015×5300×1200)=9540mm2 基础底短向实际配筋:A S2'=9560mm2≥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'=5526mm2≥0.5A S1'=0.5×9560=4780mm2
满足要求!
(4)、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋:A S4'=5526mm2≥0.5A S2'=0.5×9560=4780mm2
满足要求!
(5)、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500。
五、配筋示意图
矩形板式基础配筋图。