基础计算书

塔吊基础计算书

一. 概况及参数

采用一台德英5512（QTZ80）型塔吊，采用浅基础，基础尺寸为6000mmx6000mmx1350mm。持力层为第2层老土层，地基承载力特征值80kpa。

二. 塔吊基础承台顶面的反力

表中：Fv为垂直力（KN），Fh为水平力（KN），M1、M2为两个方向的倾覆力矩（KN.m），Mk为扭矩（KN.m）。

根据荷载参数，非工作状况下最不利，用该工况验算。

三．基础验算

非工作状态45度

1柱下扩展基础： J-1

1.1工程名称：工程一

1.2地基承载力特征值

1.2.1计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2011）

f a＝ f ak + ηb·γ·(b - 3) + ηd·γm·(d - 0.5) （基础规范式 5.2.4）

地基承载力特征值 f ak＝ 80kPa；基础宽度的地基承载力修正系数ηb＝ 0；

基础埋深的地基承载力修正系数ηd＝ 1；基础底面以下土的重度γ ＝ 18kN/m ，

基础底面以上土的加权平均重度γm＝ 18kN/m ；基础底面宽度 b ＝ 6m；

基础埋置深度 d ＝ 1m

1.2.2 f a＝ 80+0*18*(6-3)+1*18*(1.35-0.5) ＝ 95.3kPa

修正后的地基承载力特征值 f a＝ 95.3kPa

1.3基本资料

1.3.1结构构件的重要性系数γ0＝ 0

1.3.2基础底面宽度 b ＝ 6500mm （X 方向），底面长度 l ＝ 6500mm （Y 方向）；

基础根部高度 H ＝ 1400mm

1.3.3柱截面高度 h c＝ 1600mm （X 方向），柱截面宽度 b c＝ 1600mm （Y 方向）

1.3.4柱与基础交接处的截面面积

X 方向截面面积 A cb＝ h1·b + (b + h c + 2*0.05)(H - h1) / 2 ＝ 8.1m

Y 方向截面面积 A cl＝ h1·l + (l + b c + 2*0.05)(H - h1) / 2 ＝ 8.1m

1.3.5基础宽高比

柱与基础交接处宽高比： (b - h c) / 2H ＝ 1.6； (l - b c) / 2H ＝ 1.6

1.3.6基础相对于柱局部坐标系的旋转角度α ＝ 45°

1.3.7混凝土强度等级为 C35， f c＝ 16.72N/mm ， f t＝ 1.575N/mm

1.3.8钢筋抗拉强度设计值 f y＝ 360N/mm ；纵筋合力点至截面近边边缘的距离 a s＝ 60mm 1.3.9纵筋的最小配筋率ρmin＝ 0.15%

1.3.10荷载效应的综合分项系数γz＝ 1.35；永久荷载的分项系数γG＝ 1.35

1.3.11基础底面积 A ＝ l·b ＝ 6.5*6.5 ＝ 4

2.25m

基础体积 V c＝ A b·H ＝ 42.25*1.4 ＝ 59.15m

1.3.12基础自重及基础上的土重

基础混凝土的容重γc＝ 25kN/m ；基础顶面以上土的重度γs＝ 18kN/m ，

顶面上覆土厚度 d s＝ 0m

G k＝ V c·γc + (A - b c·h c)·d s·γs＝ 1479kN

基础自重及其上的土重的基本组合值 G ＝γG·G k＝ 1997kN

1.3.13基础上的附加荷载标准值 F k' ＝ 0kN

1.4基础底面控制内力

N k --------- 相应于荷载效应标准组合时，柱底轴向力值（kN）；

F k --------- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的竖向力值（kN）；

F k＝ N k + F k'

V xk、V yk -- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的剪力值（kN）；

M xk'、M yk'-- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的弯矩值（kN·m）；

M xk、M yk --- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯矩值（kN·m）；

M xk＝ (M xk' - V yk·H)·Cosα + (M yk' + V xk·H)·Sinα

M yk＝ (M yk' + V yk·H)·Cosα - (M xk' - V yk·H)·Sinα

F、M x、M y -- 相应于荷载效应基本组合时，竖向力、弯矩设计值（kN、kN·m）；

F ＝γz·F k、 M x＝γz·M xk、 M y＝γz·M yk

1.4.1 Nk ＝ 469； M xk'＝ 0，M yk'＝ 1890； Vxk ＝ 79，Vyk ＝ 0

F k＝ 469； M xk＝ 1337，M yk＝ 1337

F ＝ 586； M x＝ 1671，M y＝ 1671

1.5相应于荷载效应标准组合时，轴心荷载作用下基础底面处的平均压力值

p k＝ (F k + G k) / A （基础规范式 5.2.2-1）

p k＝ (469+1479)/42.25 ＝ 46.1kPa ≤ f a＝ 95.3kPa，满足要求。

1.6相应于荷载效应标准组合时，偏心荷载作用下基础底面边缘处的最大、最小压力值

p kmax＝ (F k + G k) / A + M k / W

p kmin＝ (F k + G k) / A - M k / W

基础底面抵抗矩 W x＝ b·l2 / 6 ＝ 6.5*6.5*6.5/6 ＝ 45.77m3

基础底面抵抗矩 W y＝ l·b2 / 6 ＝ 6.5*6.5*6.5/6 ＝ 45.77m3

M yk＝ 1337kN·m, M xk＝ 1337kN·m

偏心距 e x＝ M yk / (F k + G k) ＝ 1337/(469+1479) ＝ 0.69m ≤ b/6 ＝ 6/6 ＝ 1m

p kmaxX＝ (469+1479)/42.25+1337/45.77+1337/45.77 ＝ 104.5kPa ≤ 1.2f a＝ 114.4kPa，满足要求。

p kminX＝ (469+1479)/42.25-1337/45.77-1337/45.77 ＝ -12.3kPa < 0。

零应力区计算：

设零应力区边长为x米，则12.3/104.5=x／（6.6-x）

x＝0.685m

零应力区面积＝0.5*0.685*0.685=0.235平方米

基础地面积＝6.5*6.5=42.25平方米

零应力区占比＝0.235/42.25=0.56%<25%，满足要求。

1.7受冲切承载力计算

F l≤ 0.7·βhp·f t·a m·H0

a m＝ (a t + a b) / 2

F l＝ p j·A l

1.7.1基础底面地基净反力设计值

p max＝γz·80 ＝ 108kPa

p j＝ p max - G / A ＝ 108-1671/42.25 ＝ 68.4kPa

1.7.2 X 方向（b 方向）

因 b ＞ h c + 2H0且 l - b c≥ b - h c，有：

A lx＝ 0.5·(b - h c + 2b c + 2H0)·[(b - h c) / 2 - H0]

＝ 0.5*(6.5-1.6+2*1.6+2*1.29)*[(6.5-1.6)/2-1.29] ＝ 6.19m

a b＝ Min{

b

c + 2H0, l} ＝ Min{1.6+2*1.29, 6.5} ＝ 4.18m

a mx＝ (

b

c + a b) / 2 ＝ (1.6+4.18)/2 ＝ 2.89m

F lx＝ p j·A lx＝ 68.4*6.19 ＝ 423.5kN

0.7·βhp·f t·a mx·H0＝ 0.7*0.954*1575*2.89*1.29 ＝ 3920.8kN

≥ Flx ＝ 423.5kN，满足要求。

1.7.3 Y 方向（l 方向）

因 l ＞ b c + 2H0且 b - h c≥ l - b c，有：

A ly＝ 0.5·(l - b c + 2h c + 2H0)·[(l - b c) / 2 - H0]

＝ 0.5*(6.5-1.6+2*1.6+2*1.29)*[(6.5-1.6)/2-1.29] ＝ 6.19m

a b＝ Min{h c + 2H0, b} ＝ Min{1.6+2*1.29, 6} ＝ 4.18m

a my＝ (h c + a b) / 2 ＝ (1.6+4.18)/2 ＝ 2.89m

F ly＝ p j·A ly＝ 61.5*4.632 ＝ 423.5kN

0.7·βhp·f t·a my·H0＝ 0.7*0.954*1575*2.89*1.29 ＝ 3920.8kN

≥ Fly ＝ 423.5kN，满足要求。

1.8斜截面受剪承载力计算

V ≤ 0.7·βh·f t·b0·H0（混凝土规范式 7.5.3-1）

1.8.1 X 方向（b 方向）

计算宽度 L0＝ 6.500m

V x＝ p j·A x＝ p j·(b - h c)·l / 2

V x＝ 68.4*(6.5-1.6)*6/2 ＝ 1005.5kN

0.7·βh·f t·L0·H0＝ 0.7*0.887*1575*6.5*1.29 ＝ 8201.6kN ≥ Vx ＝ 1005.5kN，满足要求。

1.8.2 Y 方向（l 方向）

计算宽度 B0＝ 6.500m

V y＝ p j·A y＝ p j·(l - b c)·b / 2

V y＝ 68.4*(6.5-1.6)*6/2 ＝ 1005.5kN

0.7·βh·f t·B0·H0＝ 0.7*0.887*1575*6.5*1.29 ＝ 8201.6kN ≥ Vy ＝ 1005.5kN，满足要求。

1.9正截面受弯承载力计算

1.9.1弯矩设计值

MⅠ按地基规范式 8.2.7-4 计算：

MⅠ＝ a12·[(2l + a')(p max + p - 2G / A) + (p max - p)·l] / 12

X 方向（b 方向）柱边（绕 Y 轴）：

MⅠ＝ (b - h c)2·[(2l + b c)(p maxX + p X - 2G / A) + (p maxX - p X)·l] / 48

p X＝ p minX + (p maxX - p minX)(b + h c) / 2b ＝ 11.6+(108-11.6)*(6.5+1.6)/(2*6.5)

＝ 75.2kPa

MⅠ＝ (6.5-1.6)2*[(2*6.5+1.6)*(112.1+75.2-1640.3*2/42.25)+(112.1-75.2)*6.5]/48 ＝ 616.9kN·m Y 方向（l 方向）柱边（绕 X 轴）：

MⅡ＝ (l - b c)2·[(2b + h c)(p maxY + p Y - 2G / A) + (p maxY - p Y)·b] / 48

p Y＝ p minY + (p maxY - p minY)(l + b c) / 2l ＝ 11.6+(112.1-11.6)*(6.5+1.6)/(2*6.5)

＝ 75.2kPa

MⅡ＝ (6.5-1.6)2*[(2*6.5+1.6)*(112.1+75.2-1997*2/36)+(112.1-75.2)*6]/48 ＝ 616.9kN·m

1.9.2配筋计算

1.9.

2.1 MⅠmax＝ 616.9kN·m， A sⅠ＝ 1625mm （x ＝ 5mm）， a s＝ 82mm，

相对受压区高度ξ ＝ 0.004，配筋率ρ ＝ 0.02%；ρmin＝ 0.15%，

A sⅠ,min＝ 12150mm ；①号筋： 54 18@110 （A s＝ 13741）

1.9.

2.2 MⅡmax＝ 616.9kN·m， A sⅡ＝ 1597mm （x ＝ 5mm）， a s＝ 60mm，

相对受压区高度ξ ＝ 0.004，配筋率ρ ＝ 0.02%；ρmin＝ 0.15%，

A sⅡ,min＝ 12150mm ；②号筋： 54 18@110 （A s＝ 13741）

1.10柱下局部受压承载力计算

F l≤ω·βl·f cc·A l（混凝土规范式 A.5.1-1）

局部荷载设计值 F l＝ 585.9kN

混凝土局部受压面积 A l＝ b c·h c＝ 2560000mm

局部受压的计算底面积按下式计算： A b＝ (b x + 2c x)(b y + 2c y)

c x＝ Min{C x, b x, b y} ＝ Min{2200,1600,1600} ＝ 1600mm

c y＝ Min{C y, b x, b y} ＝ Min{2200,1600,1600} ＝ 1600mm

A b＝ (1600+2*1600)*(1600+2*1600) ＝ 23040000mm

混凝土局部受压时的强度提高系数βl＝ (A b / A l)0.5＝ (23.04/2.56)0.5＝ 3

ω·βl·f cc·A l＝ 1.0*3*0.85*16720*2.56 ＝ 109148.2kN ≥ Fl ＝ 585.9kN，满足要求。

综上，承台尺寸为 6.5mX6.5mX1.4m，基础位于②土层，地基承载力设计值为80Kpa，基底反力满足要求，独基受弯、受剪、冲切均满足要求。独基配筋见后页施工图.

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