恒智天成安全计算软件矩形桩基础

恒智天成安全计算软件矩形桩基础计算书

恒智天成安全计算软件矩形桩基础计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T 187-2009）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等编制。

一、参数信息

1.塔吊参数 塔吊型号：QT25 起重荷载(Fqk)：60.00kN 塔机计算高度(H)：43m

塔吊自重(Fk1)：401.40kN 塔身宽度(B)：1.6m 2.十字型承台参数

梁截面长度(lc)：4.8m 梁截面高度(hc)：1.25m 混凝土强度等级：C25 保护层厚度(as)：50mm 梁截面宽度(bc)：4.8m 地下水位深度(hw)：0m 承台钢筋级别：HRB335 承台埋置深度(d)：1.5m

3.桩参数

桩个数(n)：4个 桩入土深度(lt)：22m 轴线距离(a2)：3.6m 桩钢筋直径：18mm

桩型与工艺：预应力混凝土空心桩 轴线距离(a1)：3.6m 桩钢筋级别：HRB335 桩直径(边长)(D)：0.6m 4.地基参数

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二、塔吊抗倾覆稳定性验算

1.自重荷载以及起重荷载

1）塔机自重标准值：Fkl=G0+G1+G2+G3+G4=251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.40kN 2）起重荷载标准值：Fqk=60.00kN

3）竖向荷载标准值：Fk= Fk1+ Fqk=401.40+60.00=461.40kN

4）基础及其上土自重标准值：Gk=bc×lc×hc×25=4.8×4.8×1.25×25=720.00kN 受水位影响后其值：Gk′=G11+G21=432.00+0.00=432.00kN

2.风荷载计算

1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 ① 塔基所受风均布线荷载标准值（ω0=0.20 kN/m2） qsk=0.8×α×βz×μS×μZ×ω0×α0×B×H/H =0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.20×0.35×1.6 =0.44kN/m

② 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk= qsk·H=0.44×43=18.92kN ③ 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5 Fvk·H=0.5×18.92×43=406.82kN·m

2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 ① 塔机所受风线荷载标准值（深圳市ω0′=0.75kN/m2） qsk′=0.8×α×βz×μs×μz×ω0′×α0×B×H/H =0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.75×0.35×1.6 =1.75kN/m

② 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk′=qsk′·H=1.75×43=75.42kN

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③ 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk′=0.5 Fvk′·H=0.5×75.42×43=1621.52kN·m

3.基础顶面倾覆力矩计算

1）工作状态下塔机倾覆力矩标准值 Mk=M1+M2+M3+M4+0.9(M5+Msk)

=(37.4×22)+(3.8×11.5)+(-19.8×6.3)+(-89.4×11.8)+0.9×(max（60×11.5，10×50）+406.82) =673.98kN·m

2）非工作状态下塔机倾覆力矩标准值 Mk′=M1+M3+M4+Msk′

=(37.4×22)+(-19.8×6.3)+(-89.4×11.8)+1621.52 =1264.66kN·m

比较上述两种工况的计算，可知塔机在非工作状态时对基础传递的倾覆力矩最大，故应按非工作状态的荷载组合进行地基基础设计。

三、承台计算

1.荷载计算

塔机塔身截面对角线上立杆的荷载设计值：

Fmax=1.35(Fk1/n+Mk′/2B)=1.35×(401.40/4+1264.66/(1.414×1.6))=890.11kN Fmin=1.35(Fk1/n+Mk′/2B)=1.35×(401.40/4-1264.66/(1.414×1.6))= -619.17kN

-619.165kN890.11kN14145091226214143 / 7

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282.695665.92419.296

199.869470.814

∴Mmax=665.92kN·m，Mmin=282.70kN·m,Vmax=470.81kN

2.承台截面配筋的计算

1)下部配筋

h0=hc-as-d/2=1.25-50/1000-20/1000/2=1.19m

αs = Mmax/(α1fcb0h02)=665.92/(1×11.9×103×0.6×1.192)=0.066 ξ= 1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.066) 1/2=0.068 γ=1-ξ/2=1-0.068/2=0.966

As= Mmax/(γh0fy)=665.92×103/(0.966×1.19×300)=1931.16mm2

Asmin=max(0.2%,0.45ft/fy)×b0×hc=max(0.2%,0.45×1.27/300)×0.6×103×1.25×103=1500.00mm2

建议配筋面积：As1=max{As, Asmin}={1931.16,1500.00}=1931.16mm2 2)上部配筋

αs = Mmin/(α1fcb0h02)=282.70/(1×11.9×103×0.6×1.192)=0.028 ξ= 1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.028) 1/2=0.028 γ=1-ξ/2=1-0.028/2=0.986

As= Mmin/(γh0fy)=282.70×103/(0.986×1.19×300)=803.25mm2 建议配筋面积：As2=max{As, 0.5As1}={803.25,965.58}=965.58mm2

3.承台截面抗剪切计算

a1=(L-1.414B-D)/2=(5.09-1.414×1.6-0.6)/2=1.11m λ=a1/h0=1.11/1.19=0.94＜1.5,取λ=1.5

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1.75ftb0h0/(λ+1)=(1.75×1.27×103×0.6×1.19)/(1.50+1)=634.75kN≥Vmax

箍筋按构造要求进行配筋即可满足要求！根据规范《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009，6.2.3条规定，箍筋不宜小于φ8，间距不宜大于200mm。

四、基桩承载力验算

1.基桩竖向承载力验算

μ=πD=3.14×0.6=1.88m

Aps=π[D2-(D-t)2]/4=π[0.62-(0.6-0.6)2]/4=0.28m2 Ra=μ∑qsik·li+qpk·APs=1.88×433.90+200×0.28=874.43kN Qk=(Fk1+Gk)/n=(401.40+720.00)/4=208.35kN＜Ra=874.43kN

Qkmax=(Fk1+Gk)/n+(Mk′+Fkvhc)/L=(401.40+720.00)/4+(1264.66+75.42×1.25)/5.09 =475.27kN＜1.2Ra=1049.32kN 满足基桩竖向承载力要求！

Qkmin=(Fk1+Gk′)/n-(Mk′+Fkvhc)/L=(401.40+432.00)/4-(1264.66+75.42×1.25)/5.09 =-58.57kN

Gp=15×22×3.14×[0.62-(0.6-0.6)2]/4=93.31kN Ra＇=μ∑λiqsik·li+Gp=1.88×303.73+93.31 =665.82KN≥Qkmin=58.57kN 满足抗拔要求！

2.桩身轴心抗压承载力验算

荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：

Qmax=1.35[(Fk1+Gk)/n+(Mk′+Fkvhc)/L]=1.35×[(401.40+720.00)/4+(1264.66+75.42×1.25)/5.09] =738.81kN Aps=0.28m2

As1＇=nπd2/4=0×3.14×182/4=0.00mm2 As2＇=nπd2/4=11×3.14×10.72/4=989.12mm2

N=φcfcAps+0.9fy＇As＇=0.85×27.5×103×0.28+0.9(300×0.00+1040×

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989.12)/1000=7534.94kN≥Qmax=738.81kN 桩身轴心受压承载力符合要求！

3.桩身轴心抗拔承载力验算

荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：

Q＇=丨1.35[(Fk1+Gk′)/n-(Mk′+Fkvhc)/L]丨=丨1.35×[(401.40+432.00)/4-(673.98+75.42×1.25)/5.09]丨 =77.56kN

N＇=fyAs1＇+fpyAs2＇=(300×0.00+1040×989.12)/1000 = 1028.69kN ≥Q＇= 77.56 kN 桩身轴心抗拔承载力符合要求！

4.桩构造配筋

根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009,第6.2.2条规定：基桩应按计算和构造要求配置钢筋，纵向钢筋的最小配筋率，对于灌注桩不宜小于0.20%~0.65%(小直径取高值)；对于预制桩不宜小于0.8%；对于预应力混凝土管桩不宜小于0.45%。纵向钢筋应沿桩周边均匀布置，其净距不应小于60mm，非预应力混凝土桩的纵向钢筋不应小于6根直径为12mm的HRB335钢筋。

五、软弱下卧层承载力验算

1.软弱下卧层压应力计算

γm = [(2.00×(20.00-10))+(7.40×(19.00-10))+(19.10×(21.00-10))]/28.5=10.41kN/m3

(Fk1Gk')1.5(A0B0)qsikliσz=

(A02ttan)(B02ttan)=[(401.40+432.00)-1.5×(4.20+4.20)×

867.80]/[(4.20+2×5×0.58)×(4.20+2×5×0.58)] =-101.55=0.00

2.软弱下卧层压应力验算

faz=fak+ηdγm(d+lt+t-0.5)=140+1.6×10.41×(1.5+22+5-0.5)=606.39kPa σz +γm(lt+t)=0.00+10.41×(22+5)=281.08kPa≤faz=606.39kPa

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软弱地基的承载力满足要求！

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）

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