矩形板式基础计算书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：23 矩形板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、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、塔机属性塔机型号QTZ60（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) 45 塔身桁架结构方钢管 塔身桁架结构宽度B(m)1.8二、塔机荷载塔机竖向荷载简图1、塔机自身荷载标准值4 塔身自重G 0(kN) 251 起重臂自重G 1(kN)71.1 起重臂重心至塔身中心距离R G1(m) 29.4 小车和吊钩自重G 2(kN) 3.8 小车最小工作幅度R G2(m) 0 最大起重荷载Q max (kN)60 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离R Qmax (m) 18.2 最小起重荷载Q min (kN) 15 最大吊物幅度R Qmin (m) 60最大起重力矩M 2(kN·m) Max[60×18.2，15×60]＝1092 平衡臂自重G 3(kN)53.48 平衡臂重心至塔身中心距离R G3(m) 8.67 平衡块自重G 4(kN)150 平衡块重心至塔身中心距离R G4(m)13.772、风荷载标准值ωk (kN/m 2)工程所在地广西 贺州市 基本风压ω0(kN/m 2)工作状态 0.2 非工作状态0.35塔帽形状和变幅方式 锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度C 类(有密集建筑群的城市市区) 风振系数βz工作状态1.763 非工作状态1.815风压等效高度变化系数μz0.862 风荷载体型系数μs工作状态1.95非工作状态1.955 风向系数α1.2 塔身前后片桁架的平均充实率α00.35 风荷载标准值ωk (kN/m 2)工作状态 0.8×1.2×1.763×1.95×0.862×0.2＝0.569 非工作状态0.8×1.2×1.815×1.95×0.862×0.35＝1.0253、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) 251+71.1+3.8+53.48+150＝529.38 起重荷载标准值F qk (kN) 60竖向荷载标准值F k (kN) 529.38+60＝589.38 水平荷载标准值F vk (kN) 0.569×0.35×1.8×45＝16.131倾覆力矩标准值M k (kN·m)71.1×29.4+3.8×18.2-53.48×8.67-150×13.77+0.9×(1092+0.5×16.131×45)＝939.781非工作状态竖向荷载标准值F k '(kN) F k1＝529.38水平荷载标准值F vk '(kN) 1.025×0.35×1.8×45＝29.059倾覆力矩标准值M k '(kN·m)71.1×29.4+3.8×0-53.48×8.67-150×13.77+0.5×29.059×45＝214.9964、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) 1.2F k1＝1.2×529.38＝635.256 起重荷载设计值F Q (kN) 1.4F Qk ＝1.4×60＝84 竖向荷载设计值F(kN) 635.256+84＝719.256 水平荷载设计值F v (kN) 1.4F vk ＝1.4×16.131＝22.583倾覆力矩设计值M(kN·m)1.2×(71.1×29.4+3.8×18.2-53.48×8.67-150×13.77)+1.4×0.9×(1092+0.5×16.131×45)＝1389.628非工作状态竖向荷载设计值F'(kN) 1.2F k '＝1.2×529.38＝635.256 水平荷载设计值F v '(kN)1.4F vk '＝1.4×29.059＝40.6836 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2×(71.1×29.4+3.8×0-53.48×8.67-150×13.77)+1.4×0.5×29.059×45＝388.761三、基础验算基础布置图基础布置 基础长l(m) 5.6 基础宽b(m) 5.6基础高度h(m) 1.5基础参数基础混凝土强度等级 C35 基础混凝土自重γc (kN/m 3) 24 基础上部覆土厚度h’(m) 0 基础上部覆土的重度γ’(kN/m 3)19基础混凝土保护层厚度δ(mm) 50地基参数地基承载力特征值f ak (kPa)135基础宽度的地基承载力修正系数ηb0.37 基础埋深的地基承载力修正系数ηd 1.6 基础底面以下的土的重度γ(kN/m 3)18.4基础底面以上土的加权平均重度γm (kN/m 3)19 基础埋置深度d(m) 1.5修正后的地基承载力特征值f a (kPa) 179.752软弱下卧层基础底面至软弱下卧层顶面的距离z(m)6 地基压力扩散角θ(°)20软弱下卧层顶地基承载力特征值f azk (kPa) 135软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值f az (kPa)362.152地基变形基础倾斜方向一端沉降量S 1(mm) 20 基础倾斜方向另一端沉降量S 2(mm) 20基础倾斜方向的基底宽度b'(mm)5600基础及其上土的自重荷载标准值： G k =blhγc =5.6×5.6×1.5×24=1128.96kN基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.2G k =1.2×1128.96=1354.752kN 荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力： M k ''=G 1R G1+G 2R Qmax -G 3R G3-G 4R G4+0.9×(M 2+0.5F vk H/1.2)=71.1×29.4+3.8×18.2-53.48×8.67-150×13.77+0.9×(1092+0.5×16.131×45/1.2) =885.339kN·mF vk ''=F vk /1.2=16.131/1.2=13.442kN荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：M''=1.2×(G 1R G1+G 2R Qmax -G 3R G3-G 4R G4)+1.4×0.9×(M 2+0.5F vk H/1.2)=1.2×(71.1×29.4+3.8×18.2-53.48×8.67-150×13.77)+1.4×0.9×(1092+0.5×16.131×45/1.2) =1313.409kN·mF v ''=F v /1.2=22.583/1.2=18.82kN基础长宽比：l/b=5.6/5.6=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。

W x =lb 2/6=5.6×5.62/6=29.269m 3 W y =bl 2/6=5.6×5.62/6=29.269m 38 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/(b 2+l 2)0.5=939.781×5.6/(5.62+5.62)0.5=664.526kN·m M ky =M k l/(b 2+l 2)0.5=939.781×5.6/(5.62+5.62)0.5=664.526kN·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=(589.38+1128.96)/31.36-664.526/29.269-664.526/29.269=9.386kPa≥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 =9.386kPaP kmax =(F k +G k )/A+M kx /W x +M ky /W y=(589.38+1128.96)/31.36+664.526/29.269+664.526/29.269=100.202kPa 3、基础轴心荷载作用应力P k =(F k +G k )/(lb)=(589.38+1128.96)/(5.6×5.6)=54.794kN/m 2 4、基础底面压力验算(1)、修正后地基承载力特征值9 f a =f ak +ηb γ(b -3)+ηd γm (d-0.5)=135.00+0.30×18.40×(5.60-3)+1.60×19.00×(1.50-0.5)=179.75kPa (2)、轴心作用时地基承载力验算 P k =54.794kPa≤f a =179.752kPa 满足要求！(3)、偏心作用时地基承载力验算P kmax =100.202kPa≤1.2f a =1.2×179.752=215.702kPa 满足要求！ 5、基础抗剪验算基础有效高度：h 0=h-δ=1500-(50+22/2)=1439mm X 轴方向净反力：P xmin =γ(F k /A-(M k ''+F vk ''h)/W x )=1.35×(589.380/31.360-(885.339+13.443×1.500)/29.269)=-16.393kN/m 2P xmax =γ(F k /A+(M k ''+F vk ''h)/W x )=1.35×(589.380/31.360+(885.339+13.443×1.500)/29.269)=67.137kN/m 2假设P xmin =0,偏心安全，得P 1x =((b+B)/2)P xmax /b=((5.600+1.800)/2)×67.137/5.600=44.358kN/m 2 Y 轴方向净反力：P ymin =γ(F k /A-(M k ''+F vk ''h)/W y )=1.35×(589.380/31.360-(885.339+13.443×1.500)/29.269)10 =-16.393kN/m 2P ymax =γ(F k /A+(M k ''+F vk ''h)/W y )=1.35×(589.380/31.360+(885.339+13.443×1.500)/29.269)=67.137kN/m 2假设P ymin =0,偏心安全，得P 1y =((l+B)/2)P ymax /l=((5.600+1.800)/2)×67.137/5.600=44.358kN/m 2 基底平均压力设计值：p x =(P xmax +P 1x )/2=(67.137+44.358)/2=55.747kN/m 2 p y =(P ymax +P 1y )/2=(67.137+44.358)/2=55.747kPa 基础所受剪力：V x =|p x |(b-B)l/2=55.747×(5.6-1.8)×5.6/2=593.153kN V y =|p y |(l-B)b/2=55.747×(5.6-1.8)×5.6/2=593.153kN X 轴方向抗剪： h 0/l=1439/5600=0.257≤40.25βc f c lh 0=0.25×1×16.7×5600×1439=33643.82kN≥V x =593.153kN 满足要求！ Y 轴方向抗剪： h 0/b=1439/5600=0.257≤40.25βc f c bh 0=0.25×1×16.7×5600×1439=33643.82kN≥V y =593.153kN 满足要求！ 6、软弱下卧层验算基础底面处土的自重压力值：p c =dγm =1.5×19=28.5kPa 下卧层顶面处附加压力值： p z =lb(P k -p c )/((b+2ztanθ)(l+2ztanθ))=(5.6×5.6×(54.794-28.5))/((5.6+2×6×tan20°)×(5.6+2×6×tan20°))=8.299kPa 软弱下卧层顶面处土的自重压力值：p cz =zγ=6×18.4=110.4kPa 软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值 f az =f azk +ηb γ(b -3)+ηd γm (d+z-0.5)=135.00+0.30×18.40×(5.60-3)+1.60×19.00×(6.00+1.50-0.5)=362.15kPa 作用在软弱下卧层顶面处总压力：p z+p cz=8.299+110.4=118.699kPa≤f az=362.152kPa满足要求！7、地基变形验算倾斜率：tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5600=0≤0.001满足要求！四、基础配筋验算基础底部长向配筋HRB400 Φ22@180基础底部短向配筋HRB400 Φ22@180基础顶部长向配筋HRB400 Φ22@180基础顶部短向配筋HRB400 Φ22@1801、基础弯距计算基础X向弯矩：MⅠ=(b-B)2p x l/8=(5.6-1.8)2×55.747×5.6/8=563.495kN·m基础Y向弯矩：MⅡ=(l-B)2p y b/8=(5.6-1.8)2×55.747×5.6/8=563.495kN·m2、基础配筋计算(1)、底面长向配筋面积αS1=|MⅡ|/(α1f c bh02)=563.495×106/(1×16.7×5600×14392)=0.003ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.003)0.5=0.003γS1=1-ζ1/2=1-0.003/2=0.999A S1=|MⅡ|/(γS1h0f y1)=563.495×106/(0.999×1439×360)=1089mm2基础底需要配筋：A1=max(1089，ρbh0)=max(1089，0.0015×5600×1439)=12088mm2基础底长向实际配筋：A s1'=12200mm2≥A1=12088mm2满足要求！(2)、底面短向配筋面积αS2=|MⅠ|/(α1f c lh02)=563.495×106/(1×16.7×5600×14392)=0.003ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.003)0.5=0.003γS2=1-ζ2/2=1-0.003/2=0.999A S2=|MⅠ|/(γS2h0f y2)=563.495×106/(0.999×1439×360)=1089mm2基础底需要配筋：A2=max(1089，ρlh0)=max(1089，0.0015×5600×1439)=12088mm2 基础底短向实际配筋：A S2'=12200mm2≥A2=12088mm2满足要求！(3)、顶面长向配筋面积基础顶长向实际配筋：A S3'=12200mm2≥0.5A S1'=0.5×12200=6100mm2满足要求！(4)、顶面短向配筋面积基础顶短向实际配筋：A S4'=12200mm2≥0.5A S2'=0.5×12200=6100mm2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。