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矩形板式基础计算书一、塔机属性塔机型号QTZ40塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)32.00塔机独立状态的计算高度H(m)32.00塔身桁架结构型钢塔身桁架结构宽度B(m)1.40二、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)200.90起重臂自重G1(kN)27.14起重臂重心至塔身中心距离RG122.75小车和吊钩自重G2(kN)3.68最大起重荷载Qmax(kN)39.20小车和吊钩至塔身中心的最小距离RQmax(m)11.50最大起重力矩M2(kN.m)820.00平衡臂自重G3(kN)19.80平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)8.54平衡块自重G4(kN)82.32平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)9.042、风荷载标准值Wk(kN/m2)工程所在地江苏苏州基本风压ω0(kN/m2)工作状态0.20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1.79非工作状态1.84风压等效高度变化系数μz0.86风荷载体型系数μs工作状态1.95非工作状态1.95风向系数α1.20塔身前后片桁架的平均充实率α00.35风荷载标准值Wk(kN/m2)工作状态0.8×1.20×1.79×1.95×0.86×0.20＝0.57非工作状态0.8×1.20×1.84×1.95×0.86×0.35＝1.033、塔机传递至承台荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)200.90+27.14+3.68+19.80+82.32＝333.84起重荷载标准值FQk(kN)39.20竖向荷载标准值Fk(kN)333.84+39.20＝373.04水平荷载标准值Fvk(kN)0.57×0.35×1.40×32.00＝8.94倾覆力矩标准值Mk(kN·m)27.14×22.75+3.68×11.50-19.80×8.54-82.32×9.04+0.9×(820.00+0.5×8.94×32.00)＝613.23非工作状态竖向荷载标准值Fk'(kN)Fk1＝333.84水平荷载标准值Fvk'(kN)1.03×0.35×1.40×32.00＝16.15倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)27.14×22.75-19.80×8.54-82.32×9.04+0.5×16.15×32.00＝-37.434、塔机传递至承台荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.2Fk1＝1.2×333.84＝400.61起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk＝1.4×39.20＝54.88竖向荷载设计值F(kN)400.61+54.88＝455.49水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk＝1.4×8.94＝12.52倾覆力矩设计值M(kN·m)1.2×(27.14×22.75+3.68×11.50-19.80×8.54-82.32×9.04)+1.4×0.9×(820.00+0.5×8.94×32.00)＝909.22非工作状态竖向荷载设计值F'(kN)1.2Fk'＝1.2×333.84＝400.61水平荷载设计值Fv'(kN)1.4Fvk'＝1.4×16.15＝22.61倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.2×(27.14×22.75-19.80×8.54-82.32×9.04)+1.4×0.5×16.15×32.00＝6.76三、承台验算矩形板式基础布置图承台布置承台长l(m)4.85承台宽b(m)4.85承台高度h(m)1.05承台参数承台混凝土强度等级C35承台混凝土自重γc(kN/m3)25.00承台上部覆土厚度h’(m)0.00承台上部覆土的重度γ’(kN/m3)0.00承台混凝土保护层厚度δ(mm)40地基参数地基承载力特征值fak(kPa)200.00基础宽度的地基承载力修正系数ηb0.30基础埋深的地基承载力修正系数ηd1.60基础底面以下的土的重度γ(kN/m3)19.00基础底面以上土的加权平均重度γm(kN/m3)19.00基础埋置深度d(m)4.75修正后的地基承载力特征值fa(kPa)292.62承台及其上土的自重荷载标准值：Gk=blhγc=4.85×4.85×1.05×25.00=617.47kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×617.47=740.96kN荷载效应标准组合时，平行承台边长方向受力：Mk''=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)=27.14×22.75+3.68×11.50-19.80×8.54-82.32×9.04+0.9×(820.00+0.5×16.15×32.00/1.2)=678.29kN·mFVk''=FVk/1.2=16.15/1.2=13.46kN荷载效应基本组合时，平行承台边长方向受力：M''=1.2×(G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4)+1.4×0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)=1.2×27.14×22.75+3.68×11.50-19.80×8.54-82.32×9.04)+1.4×0.9×(820.00+0.5×16.15×32.00/1.2)=1000.31kN·mFV''=FV/1.2=22.61/1.2=18.84kN基础长宽比：l/b=4.85/4.85=1.00≤1.1，基础计算形式为方形基础。Wx=lb2/6=4.85×4.852/6=19.01m3Wy=bl2/6=4.85×4.852/6=19.01m3相应于荷载效应标准组合时，作用于基础X、Y方向的弯矩：Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=613.23×4.85/(4.852+4.852)0.5=433.62kN·mMky=Mkl/(b2+l2)0.5=613.23×4.85/(4.852+4.852)0.5=433.62kN·m1、偏心验算(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：Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy=(373.04+617.47)/23.52-433.62/19.01-433.62/19.01=-3.500偏心荷载合力作用点在核心区外。(2)、偏心距验算偏心距：e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(613.23+16.15×1.05)/(373.04+617.47)=0.64m合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：a=(4.852+4.852)0.5/2-0.64=2.79m偏心距在x方向投影长度：eb=eb/(b2+l2)0.5=0.64×4.85/(4.852+4.852)0.5=0.45m偏心距在y方向投影长度：el=el/(b2+l2)0.5=0.64×4.85/(4.852+4.852)0.5=0.45m偏心荷载合力作用点至ex一侧x方向基础边缘的距离：b'=b/2-eb=4.85/2-0.45=1.98m偏心荷载合力作用点至ey一侧y方向基础边缘的距离：l'=l/2-el=4.85/2-0.45=1.98mb'l'=1.98×1.98=3.90m2≥0.125bl=0.125×4.85×4.85=2.94m2满足要求！2、基础底面压应力计算荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值Pkmin=-3.50kPaPkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(373.04+617.47)/(3×1.98×1.98)=84.63kPa3、基础轴心荷载作用应力Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(373.04+617.47)/(4.85×4.85)=42.11kN/m24、基础底面压应力验算(1)、修正后地基承载力特征值fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=200.00+0.30×19.00×(4.85-3)+1.60×19.00×(3.20-0.5)=292.62kPa(2)、轴心作用时地基承载力验算Pk=42.11kPa≤fa=292.62kPa满足要求！(3)、偏心作用时地基承载力验算Pkmax=84.63kPa≤1.2fa=1.2×292.62=351.14kPa满足要求！5、承台抗剪验算承台有效高度：h0=h-δ=1050-40=1010mm偏心距：e=(Mk''+Fvk''·h)/(Fk+Gk)=(678.29+13.46×1.05)/(373.04+617.47)=0.70mX轴方向：e=0.70mb/6=4.85/6=0.81mPxmin=(F+G)/A-M''/Wx=(455.49+740.96)/23.52-1000.31/19.01=-1.75kN/m2Pxmax=(F+G)/A+M''/Wx=(455.49+740.96)/23.52+1000.31/19.01=103.47kN/m2P1x=Pxmax-((b-B)/2)(Pxmax-Pxmin)/b=103.47-((4.85-1.40)/2)×(103.47-(-1.75))/4.85=66.05kPaY轴方向：e=0.70ml/6=4.85/6=0.81mPymin=(F+G)/A-M''/Wy=(455.49+740.96)/23.52-1000.31/19.01=-1.75kN/m2Pymax=(F+G)/A+M''/Wy=(455.49+740.96)/23.52+1000.31/19.01=103.47kN/m2P1y=Pymax-((l-B)/2)(Pymax-Pymin)/l=103.47-((4.85-1.40)/2)×(103.47-(-1.75))/4.85=66.05kPa基底平均压力设计值：px=(Pxmax+P1x)/2=(103.47+66.05)/2=84.76kPapy=(Pymax+P1y)/2=(103.47+66.05)/2=84.76kPa基础所受剪力：Vx=|px|(b-B)l/2=84.76×(4.85-1.40)×4.85/2=709.14kNVy=|py|(l-B)b/2=84.76×(4.85-1.40)×4.85/2=709.14kNX轴方向抗剪：h0/l=1010/4850=0.21≤40.25βcfclh0=0.25×1.00×16.70×4850×1010=20451.24kN≥Vx=709.14kN满足要求！Y轴方向抗剪：h0/b=1010/4850=0.21≤40.25βcfcbh0=0.25×1.00×16.70×4850×1010=20451.24kN≥Vy=709.14kN满足要求！四、承台配筋验算承台底部长向配筋HRB400Φ18@160承台底部短向配筋HRB400Φ18@160承台顶部长向配筋HRB400Φ18@200承台顶部短向配筋HRB400Φ18@2001、承台弯距计算基础X向弯矩：MⅠ=(b-B)2(px-G/A)l/8=(4.85-1.40)2×(84.76-740.96/23.52)×4.85/8=384.33kN·m基础Y向弯矩：MⅡ=(l-B)2(py-G/A)b/8=(4.85-1.40)2×(84.76-740.96/23.52)×4.85/8=384.33kN·m2、承台配筋计算(1)、底面长向配筋面积αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=384.33×106/(1.00×16.70×4850×10102)=0.005ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.005)0.5=0.005γS1=1-ζ1/2=1-0.005/2=0.998AS1=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=384.33×106/(0.998×1010×360)=1059mm2承台底需要配筋：A1=max(1059，ρbh)=max(1059，0.0015×4850×1050)=7639mm2承台底长向实际配筋：As1'=7964mm2≥A1=7639mm2满足要求！(2)、底面短向配筋面积αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=384.33×106/(1.00×16.70×4850×1