[福建]框架核心筒结构办公大楼工程塔吊基础施工方案(30页-附图).doc

目 录
一、编制依据 1
二、工程概况 1
三、塔吊选型和布设 3
1、塔吊选型 3
2、塔吊定位 3
3、塔吊具体参数 4
四、塔吊基础做法 4
附：塔吊基础验算 10

项目1#、2#塔吊基础专项施工方案
一、编制依据
1.福建省建筑设计研究院《勘察报告》；
2.施工图；
3.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
5.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。
6.《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）
7.《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)；
8.《简明钢筋混凝土结构计算手册》；
9. ST60/15、QTZ6018塔式起重机使用说明书；
10.《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJT 187-2009)；
11.《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
12.福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ13-07-2006）
二、工程概况
本项目为一栋办公塔楼，三栋住宅塔楼，5层商业裙房及四层地下室连为一体的综合体建筑，地下建筑面积共44937平方米。地上总建筑面积共102256平方米，总建筑面积约15万平方米。其中办公塔楼共计31层，6～31层为办公室，建筑高度为138米，采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，有大型钢结构需要吊装，塔吊吊钩必须高于建筑5m，塔吊安装高度为18.5+138+5+4.4=165.9m；住宅塔楼28层，建筑高度99.25m，最高处装饰柱顶部108.2m，塔吊吊钩必须高于建筑5m，塔吊安装高度为3.65+108.2+5+3.3=120.15m，高层住宅楼与商业裙房采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，均为筏板基础。

注：1#塔吊待底板施工后安装，2#塔吊土方开挖前安装，3#、4#塔吊待主楼图纸提供后，再行确定。
1#塔吊ST60/15塔吊基础钻探孔34#位置工程地质剖面如图：

2#塔吊QTZ6018塔吊基础钻探孔31#位置工程地质剖面如图：

三、塔吊选型和布设
1、塔吊选型
根据施工现场条件，1#塔吊采用ST60/15塔式起重机、2#塔吊采用QTZ6018塔式起重机，塔吊臂长45m、60m，1#塔吊安装后自由吊钩高度超过住宅楼，最高140.8m，最大工作幅度为45m；2#塔吊安装后自由吊钩高度最高需超过办公楼高度，固吊钩高度为152.6m，最大工作幅度为60m，最大工作幅度额定起重量为1.8t,最大额定起重量10t。
2、塔吊定位
塔吊的定位及其基础与建筑物之间的位置关系如图：

3、塔吊具体参数
具体参数
1＃塔吊
2＃塔吊
选用型号
ST60/15
QTZ6018
臂长
45m
60m
建筑物高度
108.2m
108.2m
地下室深度
18.5m
18.5m
塔吊起升高度
140.8m
152.6m
塔身宽度
2m
2m
塔吊中心离墙距
3.8m
3.8m
最大起重荷载
100KN
100KN
塔吊自重
794.9KN
886.82KN
基础形式
矩形桩式基础
矩形格构式基础
桩径
1000
1000
单桩承载力
4000
4000
基础截面
5m×5m
5m×5m
基础深度
1.35m
1.35m
基础自重
850KN
850KN
四、塔吊基础做法
1#塔吊采用方形基础，按照塔吊位置布置，塔吊参照所在区域桩基础设计进行基础验算。根据岩土工程勘察报告情况并参考厂家提供的塔基图，塔基尺寸定为5m×5m×1.35m。每个塔基下设置φ1000冲孔灌注桩。砼强度等级C35，钢筋等级HRB400。塔吊基础做法详见后图。

塔吊基础顶标高与底板顶标高相同。受场地限制，塔吊基础与周边部分地下室底板、承台同时施工，且与承台底板相连。相连的板垮中，结构设计图纸中原有钢筋按设计图纸执行，塔吊基础的配筋单独增加，不与原结构设计冲突。塔吊基础承台与结构承台及底板一起施工区域详下图。

1#塔吊基础与地下室底板施工区域

2#塔吊为矩形格构式基础，按照塔吊位置布置，塔吊参照所在区域桩基础设计进行基础验算。
根据岩土工程勘察报告情况并参考厂家提供的塔基图，塔吊基础采用格构式基础，结合桩基，桩端进入碎块状强风化岩层4m。格构柱采用L200×20角钢作为主材，进入桩顶3m，详见相应图纸。地面塔吊承台采用C35混凝土配筋，塔基尺寸定为5m×5m×1.35m。桩顶标高-19.500m，承台底标高-5.00m，钢筋等级HRB400。详见后附塔吊基础施工图纸。
根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》，格构式塔吊基础施工要求如下：
1）格构柱端锚入混凝土承台长度不小于450mm和1/3承台厚度；混凝土强度等级不小于C35；本工程定为格构柱端锚入混凝土承台长度不小于800mm，混凝土强度等级C35。
2）格构柱锚入桩基中的长度不小于2000mm，并需增加箍筋和主筋数量，确保焊接质量，桩混凝土等级不小于C30；本工程格构柱锚入桩基中的长度3000mm，桩采用水下C35混凝土。
3）吊（插）入桩孔时，将钢格柱接长到地面，控制钢构柱垂直、水平方向的偏位，随时纠正偏位情况，保证格构柱位置方正。同时需对格构柱固定，防止浇捣混凝土时钢构柱发生偏位，具体措施如下图：

4）钢构柱应在工厂制作，成品后运往工地。现场焊接水平杆与斜撑杆（柱间支撑）等构件，必须持有焊接上岗证，原则上仍应由生产厂家派员施焊。
5）单肢钢构柱内部需留有足够空间，浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填充率达到95%以上。

6）因2#塔吊需提前安装，开挖塔吊基础土方时，需按1:1.5进行放坡，并做好边坡防护；开挖塔吊基础下部土方时，塔机钢构柱周围的土方应分层开挖，应在钢构柱外侧四周及时设置型钢支撑，将各格构式钢柱连接为整体（详上图）。型钢支撑的截面积不宜小于格构式钢柱分肢的截面积，与钢柱分肢及缀件的连接焊缝厚度不宜小于6mm，绕角焊缝长度不宜小于200mm。当格构式钢柱的计算长度超过8m，应设置水平型钢剪刀撑，剪刀撑竖向间距不宜超过4m，其构造要求同竖向型钢支撑。
7）塔吊上部格构柱桩应悬挂带有荧光反光效果警示标志。同时为防止土方车行驶过程中触碰格构柱桩，利用钢管搭设2m高防护架进行防撞保护。
8）塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土连接块的变形情况；经常观察地脚螺栓松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。
9）塔吊在地下室大底板完成浇筑前应加强观测，及时采取纠偏措施。
10）由于塔吊桩采用冲击钻成孔，塔吊桩施工完成后，桩顶至地面范围存在有大量泥浆，无法对格构柱进行约束，塔吊安装完成后，此状态为格构柱自由端最长情况，为保证塔吊安全，增加周边土壤对格构柱的约束，拟对格构柱段桩孔进行旋喷加固，每根桩采用4根直径600的旋喷桩沿格构柱各边中点布置进行加固。
11)为防止塔吊后期出现倾斜，拟在第一道支撑及第二道支撑位置设置塔吊附墙预埋件，作为紧急状态下的附墙安全储备。
12）2#塔吊初始安装自由高度不大于32.8m。
13）塔吊基础钢筋穿格构柱做法如图：

格构式塔吊基础做法（详见附图）

塔 吊 基 础 做 法
塔吊编号
塔吊型号
塔吊臂长
安装后塔吊自由吊钩高度
桩基础
承台基础
灌注桩选择
桩入土深度
桩顶标高
承台尺寸
承台砼等级
承台配筋
承台底标高
承台顶标高
1#塔吊
ST60/15
45m
59.6m
4根φ1000冲孔灌注桩
>20m
-19.75m
长5m×
宽5m×
高1.35m
C35
HRB400钢筋
底筋双向 25@100mm,
面筋双向 25@180
-19.85m
-18.50m
2#塔吊
QTZ6018
60m
32.8m
4根φ1000冲孔灌注桩
>20m
-19.50m
长5m×
宽5m×
高1.35m
C35
HRB400钢筋
底筋双向
25@100mm,
面筋双向
25@180
-5.0m
-3.65m

附：塔吊基础验算
1#塔吊计算书
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
一、塔机属性
塔机型号
ST60/15
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
59.8
塔机独立状态的计算高度H(m)
67.7
塔身桁架结构
型钢
塔身桁架结构宽度B(m)
2
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)
478.5
起重臂自重G1(kN)
83
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)
23
小车和吊钩自重G2(kN)
12
最大起重荷载Qmax(kN)
10
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)
11.75
最大起重力矩M2(kN.m)
4646.85
平衡臂自重G3(kN)
56.4
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)
6.3
平衡块自重G4(kN)
165
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)
14.4
2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地
福建 泉州市
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.8
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
1.59
非工作状态
1.59
风压等效高度变化系数μz
1.32
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α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk(kN/m2)
工作状态
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.786
非工作状态
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.8＝3.143
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
478.5+83+12+56.4+165＝794.9
起重荷载标准值Fqk(kN)
10
竖向荷载标准值Fk(kN)
794.9+10＝804.9
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.786×0.35×2×67.7＝37.249
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
83×23+12×11.75-56.4×6.3-165×14.4+0.9×(4646.85+0.5×37.249×67.7)＝4635.636
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1＝794.9
水平荷载标准值Fvk'(kN)
3.143×0.35×2×67.7＝148.947
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
83×23-56.4×6.3-165×14.4+0.5×148.947×67.7＝4219.536
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.2Fk1＝1.2×794.9＝953.88
起重荷载设计值FQ(kN)
1.4FQk＝1.4×10＝14
竖向荷载设计值F(kN)
953.88+14＝967.88
水平荷载设计值Fv(kN)
1.4Fvk＝1.4×37.249＝52.149
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.2×(83×23+12×11.75-56.4×6.3-165×14.4)+1.4×0.9×(4646.85+0.5×37.249×67.7)＝6626.154
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.2Fk'＝1.2×794.9＝953.88
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.4Fvk'＝1.4×148.947＝208.526
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(83×23-56.4×6.3-165×14.4)+1.4×0.5×148.947×67.7＝6071.814
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1.35
承台长l(m)
5
承台宽b(m)
5
承台长向桩心距al(m)
3
承台宽向桩心距ab(m)
3
桩直径d(m)
1
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
配置暗梁
否

矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.35×25+0×19)=843.75kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×843.75=1012.5kN
桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(32+32)0.5=4.243m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(804.9+843.75)/4=412.162kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(804.9+843.75)/4+(4635.636+37.249×1.35)/4.243=1516.645kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(804.9+843.75)/4-(4635.636+37.249×1.35)/4.243=-692.32kN
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：
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(967.88+1012.5)/4+(6626.154+52.149×1.35)/4.243=2073.488kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(967.88+1012.5)/4-(6626.154+52.149×1.35)/4.243=-1083.298kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C35
桩基成桩工艺系数ψC
0.8
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
50
桩入土深度lt(m)
20
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
否
桩混凝土类型
钢筋混凝土
桩身普通钢筋配筋
HRB400 18Φ20
地基属性
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特征值qsia(kPa)
端阻力特征值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特征值fak(kPa)
全风化岩
3.1
37.5
0
0.7
-
砂土状强风化岩
6.8
42.5
1750
0.7
-
碎块状强风化岩
35
52.6
2500
0.7
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：u=πd=3.14×1=3.142m
桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×12/4=0.785m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=3.142×(1.6×37.5+6.8×42.5+11.6×52.6)+2500×0.785=4976.785kN
Qk=412.162kN≤Ra=4976.785kN
Qkmax=1516.645kN≤1.2Ra=1.2×4976.785=5972.143kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-692.32kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=692.32kN
桩身的重力标准值：Gp=ltApγz=20×0.785×25=392.699kN
Ra'=uΣλiqsiali+Gp=3.142×(0.7×1.6×37.5+0.7×6.8×42.5+0.7×11.6×52.6)+392.699
=2502.002kN
Qk'=692.32kN≤Ra'=2502.002kN
满足要求！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：As=nπd2/4=18×3.142×202/4=5655mm2
(1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=2073.488kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.8×17×0.785×106 + 0.9×(360×5654.867))×10-3=12528.672kN
Q=2073.488kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=12528.672kN
满足要求！
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=1083.298kN
fyAS=360×5654.867×10-3=2035.752kN
Q'=1083.298kN≤fyAS=2035.752kN
满足要求！
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=(5654.867/(0.785×106))×100%=0.72%≥0.65%
满足要求！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400 Φ25@180
承台底部短向配筋
HRB400 Φ25@180
承台顶部长向配筋
HRB400 Φ25@180
承台顶部短向配筋
HRB400 Φ25@180
1、荷载计算
承台有效高度：h0=1350-50-25/2=1288mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(2073.488+(-1083.298))×4.243/2=2100.51kN·m
X方向：Mx=Mab/L=2100.51×3/4.243=1485.285kN·m
Y方向：My=Mal/L=2100.51×3/4.243=1485.285kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=967.88/4 + 6626.154/4.243=1803.769kN

受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1288)1/4=0.888
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3-2-1)/2=0m
a1l=(al-B-d)/2=(3-2-1)/2=0m
剪跨比：λb'=a1b/h0=0/1288=0，取λb=0.25；
λl'= a1l/h0=0/1288=0，取λl=0.25；
承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
βhsαbftbh0=0.888×1.4×1.57×103×5×1.288=12566.29kN
βhsαlftlh0=0.888×1.4×1.57×103×5×1.288=12566.29kN
V=1803.769kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=12566.29kN
满足要求！
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=2+2×1.288=4.576m
ab=3m≤B+2h0=4.576m，al=3m≤B+2h0=4.576m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！
4、承台配筋计算
(1)、承台底面长向配筋面积
αS1= My/(α1fcbh02)=1485.285×106/(1.03×16.7×5000×12882)=0.01
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.01)0.5=0.01
γS1=1-ζ1/2=1-0.01/2=0.995
AS1=My/(γS1h0fy1)=1485.285×106/(0.995×1288×360)=3221mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2%
梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(3221,0.002×5000×1288)=12880mm2
承台底长向实际配筋：AS1'=14127mm2≥A1=12880mm2
满足要求！
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2= Mx/(α2fcbh02)=1485.285×106/(1.03×16.7×5000×12882)=0.01
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.01)0.5=0.01
γS2=1-ζ2/2=1-0.01/2=0.995
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=1485.285×106/(0.995×1288×360)=3221mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2%
梁底需要配筋：A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×5000×1288)=12880mm2

承台底短向实际配筋：AS2'=14127mm2≥A2=12880mm2
满足要求！
(3)、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS3'=14127mm2≥0.5AS1'=0.5×14127=7064mm2
满足要求！
(4)、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS4'=14127mm2≥0.5AS2'=0.5×14127=7064mm2
满足要求！
(5)、承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
六、配筋示意图

矩形桩式承台配筋图

矩形桩式桩配筋图

2#塔吊计算书
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
QTZ6018
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
32.6
塔机独立状态的计算高度H(m)
37.7
塔身桁架结构
型钢
塔身桁架结构宽度B(m)
2
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)
397.77
起重臂自重G1(kN)
71.25
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)
22.76
小车和吊钩自重G2(kN)
7.8
最大起重荷载Qmax(kN)
100
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)
14.6
最大起重力矩M2(kN.m)
1908
平衡臂自重G3(kN)
64
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)
6.85
平衡块自重G4(kN)
195
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)
13.8
2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地
福建 泉州市
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.8
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
1.59
非工作状态
1.69
风压等效高度变化系数μz
1.32
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α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk(kN/m2)
工作状态
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.786
非工作状态
0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.8＝3.341
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
397.77+71.25+7.8+64+195＝735.82
起重荷载标准值Fqk(kN)
100
竖向荷载标准值Fk(kN)
735.82+100＝835.82
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.786×0.35×2×37.7＝20.743
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
71.25×22.76+7.8×14.6-64×6.85-195×13.8+0.9×(1908+0.5×20.743×37.7)＝675.235
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1＝735.82
水平荷载标准值Fvk'(kN)
3.341×0.35×2×37.7＝88.169
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
71.25×22.76-64×6.85-195×13.8+0.5×88.169×37.7＝154.236
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.2Fk1＝1.2×735.82＝882.984
起重荷载设计值FQ(kN)
1.4FQk＝1.4×100＝140
竖向荷载设计值F(kN)
882.984+140＝1022.984
水平荷载设计值Fv(kN)
1.4Fvk＝1.4×20.743＝29.04
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.2×(71.25×22.76+7.8×14.6-64×6.85-195×13.8)+1.4×0.9×(1908+0.5×20.743×37.7)＝1224.103
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.2Fk'＝1.2×735.82＝882.984
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.4Fvk'＝1.4×88.169＝123.437
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(71.25×22.76-64×6.85-195×13.8)+1.4×0.5×88.169×37.7＝517.48
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1.35
承台长l(m)
5
承台宽b(m)
5
承台长向桩心距al(m)
3.5
承台宽向桩心距ab(m)
3.5
桩直径d(m)
1
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
配置暗梁
否

矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.35×25+0×19)=843.75kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×843.75=1012.5kN
桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(3.52+3.52)0.5=4.95m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(835.82+843.75)/4=419.893kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(835.82+843.75)/4+(675.235+20.743×15.975)/4.95=623.257kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(835.82+843.75)/4-(675.235+20.743×15.975)/4.95=216.528kN
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：
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(1022.984+1012.5)/4+(1224.103+29.04×15.975)/4.95=849.903kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(1022.984+1012.5)/4-(1224.103+29.04×15.975)/4.95=167.839kN
四、格构柱计算
格构柱参数
格构柱缀件形式
缀板
格构式钢柱的截面边长a(mm)
550
格构式钢柱计算长度H0(m)
18.3
缀板间净距l01(mm)
420
格构柱伸入灌注桩的锚固长度(m)
3
格构柱分肢参数
格构柱分肢材料
L200X20
分肢材料截面积A0(cm2)
76.5
分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm)
3.93
格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4)
2867.3
分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0(cm)
5.69
分肢材料强度设计值fy(N/mm2)
345
分肢材料抗拉、压强度设计值f(N/mm2)
295
格构柱缀件参数
格构式钢柱缀件材料
510×380×16
格构式钢柱缀件截面积A1x'(mm2)
6080
焊缝参数
角焊缝焊脚尺寸hf(mm)
14
焊缝计算长度lf(mm)
300
焊缝强度设计值ftw(N/mm2)
200
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×[2867.30+76.50×(55.00/2-5.69)2]=157026.087cm4
整个构件长细比：λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=1830/(157026.087/(4×76.50))0.5=80.784
分肢长细比：λ1=l01/iy0=42.00/3.93=10.687
分肢毛截面积之和：A=4A0=4×76.50×102=30600mm2
格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：λ0 max=(λx2+λ12)0.5=(80.7842+10.6872)0.5=81.488
λ0max=81.488≤[λ]=150
满足要求！
2、格构式钢柱分肢的长细比验算
λ1=10.687≤min(0.5λ0max，40)=min(0.5×81.488，40)=40
满足要求！
3、格构式钢柱受压稳定性验算
λ0max(fy/235)0.5=81.488×(295/235)0.5=91.3
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=0.614
Qmax/(φA)=849.903×103/(0.614×30600)=45.235N/mm2≤f=295N/mm2
满足要求！
4、缀件验算
缀件所受剪力：V=Af(fy/235)0.5/85=30600×295×10-3×(345/235)0.5/85=128.677kN
格构柱相邻缀板轴线距离：l1=l01+38=42.00+38=80cm
作用在一侧缀板上的弯矩：M0=Vl1/4=128.677×0.8/4=25.735kN·m
分肢型钢形心轴之间距离：b1=a-2Z0=0.55-2×0.0569=0.436m
作用在一侧缀板上的剪力：V0=Vl1/(2·b1)=128.677×0.8/(2×0.436)=117.998kN
角焊缝面积：Af=0.8hflf=0.8×14×300=3360mm2
角焊缝截面抵抗矩：Wf=0.7hflf2/6=0.7×14×3002/6=147000mm3
垂直于角焊缝长度方向应力：σf=M0/Wf=25.735×106/147000=175N/mm2
垂直于角焊缝长度方向剪应力：τf=V0/Af=117.998×103/3360=35N/mm2
((σf /1.22)2+τf2)0.5=((175/1.22)2+352)0.5=148N/mm2≤ftw=200N/mm2
满足要求！
根据缀板的构造要求
缀板高度：380mm≥2/3 b1=2/3×0.436×1000=291mm
满足要求！
缀板厚度：16mm≥max[1/40b1,6]= max[1/40×0.436×1000,6]=11mm
满足要求！
缀板间距：l1=800mm≤2b1=2×0.436×1000=872mm
满足要求！
五、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C35
桩基成桩工艺系数ψC
0.75
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
35
桩入土深度lt(m)
20
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
否
桩混凝土类型
钢筋混凝土
桩身普通钢筋配筋
HRB400 18Φ20
地基属性
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特征值qsia(kPa)
端阻力特征值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特征值fak(kPa)
粘性土
5.37
30
0
0.7
-
全风化岩
4.5
37.5
0
0.7
-
砂土状强风化岩
12.4
42.5
1750
0.7
-
碎块状强风化岩
6.1
52.5
2500
0.7
-
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
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：u=πd=3.14×1=3.142m
桩端面积：Ap=πd2/4