矩形格构式基础计算书(品茗2014版计算书)解析

矩形格构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/T187-2009

2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

5、《钢结构设计规范》GB50017-2003

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H0(m) 40

塔机独立状态的计算高度H(m) 43

塔身桁架结构圆钢管

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

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

三、桩顶作用效应计算

基础布置图

承台及其上土的自重荷载标准值：

G k=bl(hγc+h'γ')=4.8×4.8×(1.2×25+0×19)=691.2kN

承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2G k=1.2×691.2=829.44kN

桩对角线距离：L=(a b2+a l2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m

1、荷载效应标准组合

轴心竖向力作用下：Q k=(F k+G k+G p2)/n=(461.4+691.2+20)/4=293.15kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：

Q kmax=(F k+G k+G p2)/n+(M k+F Vk h)/L

=(461.4+691.2+20)/4+(637.738+17.049×1.2)/5.091=422.432kN

Q kmin=(F k+G k+G p2)/n-(M k+F Vk h)/L

=(461.4+691.2+20)/4-(637.738+17.049×1.2)/5.091=163.868kN

2、荷载效应基本组合

荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：

Q max=(F+G+1.35×G p2)/n+(M+F v h)/L

=(565.68+829.44+1.35×20)/4+(955.465+23.869×1.2)/5.091=548.827kN

Q min=(F+G+1.35×G p2)/n-(M+F v h)/L

=(565.68+829.44+1.35×20)/4-(955.465+23.869×1.2)/5.091=162.233kN

四、格构柱计算

1、格构式钢柱换算长细比验算

整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩：

I=4[I0+A0(a/2-Z0)2]=4×[236.53+26.26×(46.00/2-2.99)2]=43004.147cm4

整个构件长细比：λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=1130/(43004.147/(4×26.26))0.5=55.847

分肢长细比：λ1=l01/i y0=31.00/1.94=15.979

分肢毛截面积之和：A=4A0=4×26.26×102=10504mm2

格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：λ0 max=(λx2+λ12)0.5=(55.8472+15.9792)0.5=58.088 λ0max=58.088≤[λ]=150

满足要求！

2、格构式钢柱分肢的长细比验算

λ1=15.979≤min(0.5λ0max，40)=min(0.5×58.088，40)=29.044

满足要求！

3、格构式钢柱受压稳定性验算

λ0max(f y/235)0.5=58.088×(215/235)0.5=55.561

查表《钢结构设计规范》GB50017附录C：b类截面轴心受压构件的稳定系数：φ=0.828 Q max/(φA)=548.827×103/(0.828×10504)=63.103N/mm2≤f=215N/mm2

满足要求！

4、缀件验算

缀件所受剪力：V=Af(f y/235)0.5/85=10504×215×10-3×(215/235)0.5/85=25.413kN

格构柱相邻缀板轴线距离：l1=l01+30=31.00+30=61cm

作用在一侧缀板上的弯矩：M0=Vl1/4=25.413×0.61/4=3.876kN·m

分肢型钢形心轴之间距离：b1=a-2Z0=0.46-2×0.0299=0.4m

作用在一侧缀板上的剪力：V0=Vl1/(2·b1)=25.413×0.61/(2×0.4)=19.368kN

σ= M0/(bh2/6)=3.876×106/(20×3002/6)=12.918N/mm2≤f=215N/mm2

满足要求！

τ=3V0/(2bh)=3×19.368×103/(2×20×300)=4.842N/mm2≤τ=125N/mm2

满足要求！

角焊缝面积：A f=0.7h f l f=0.8×10×464=3248mm2

角焊缝截面抵抗矩：W f=0.7h f l f2/6=0.7×10×4642/6=251179mm3

垂直于角焊缝长度方向应力：σf=M0/W f=3.876×106/251179=15N/mm2

平行于角焊缝长度方向剪应力：τf=V0/A f=19.368×103/3248=6N/mm2

((σf /1.22)2+τf2)0.5=((15/1.22)2+62)0.5=14N/mm2≤f tw=160N/mm2

满足要求！

根据缀板的构造要求

缀板高度：300mm≥2/3 b1=2/3×0.4×1000=267mm

满足要求！

缀板厚度：20mm≥max[1/40b1，6]= max[1/40×0.4×1000，6]=10mm

满足要求！

缀板间距：l1=610mm≤2b1=2×0.4×1000=800mm

满足要求！

线刚度：∑缀板/分肢=4×20×3003/(12×(460-2×29.9))/(236.53×104/610)=115.995≥6满足要求！

五、桩承载力验算

考虑基坑开挖后，格构柱段外露，不存在侧阻力，此时为最不利状态