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
6、新绍兴一中建设工程岩土勘察报告：4-4，Z6孔。
一、塔机属性
塔机型号 塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 塔机独立状态的计算高度H(m) 塔身桁架结构 塔身桁架结构宽度B(m) QTZ6021 40 43 方钢管 1.6 二、塔机荷载
1、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) 起重荷载标准值Fqk(kN) 竖向荷载标准值Fk(kN) 水平荷载标准值Fvk(kN) 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 401.4 60 461.4 18.927 674.077 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 401.4 水平荷载标准值Fvk'(kN) 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) 45.246 615.929 2、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) 起重荷载设计值FQ(kN) 竖向荷载设计值F(kN) 水平荷载设计值Fv(kN) 倾覆力矩设计值M(kN·m) 1.35Fk1＝1.35×401.4＝541.89 1.35FQk＝1.35×60＝81 541.89+81＝622.89 1.35Fvk＝1.35×18.927＝25.551 1.35Mk＝1.35×674.077＝910.004 非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 水平荷载设计值Fv'(kN) 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.35Fk＝1.35×401.4＝541.89 1.35Fvk＝1.35×45.246＝61.082 1.35Mk＝1.35×615.929＝831.504 '' 三、桩顶作用效应计算
承台布置 桩数n 承台长l(m) 承台长向桩心距al(m) 桩直径d(m) 承台参数 承台混凝土等级 承台上部覆土厚度h'(m) 承台混凝土保护层厚度δ(mm) C35 0 50 承台混凝土自重γC(kN/m) 承台上部覆土的重度γ'(kN/m) 配置暗梁 334 5 3.6 0.8 承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m) 1.25 5 3.6 25 19 否 格构式钢柱总重Gp2(kN) 20
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×(1.25×25+0×19)=781.25kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×781.25=1054.688kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)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：Qk=(Fk+Gk+Gp2)/n=(461.4+781.25+20)/4=315.662kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk+Gp2)/n+(Mk+FVkh)/L
=(461.4+781.25+20)/4+(674.077+18.927×1.25)/5.091=452.711kN Qkmin=(Fk+Gk+Gp2)/n-(Mk+FVkh)/L
=(461.4+781.25+20)/4-(674.077+18.927×1.25)/5.091=178.614kN 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+1.35×Gp2)/n+(M+Fvh)/L
=(622.89+1054.688+1.35×20)/4+(910.004+25.551×1.25)/5.091=611.16kN Qmin=(F+G+1.35×Gp2)/n-(M+Fvh)/L
=(622.89+1054.688+1.35×20)/4-(910.004+25.551×1.25)/5.091=241.129kN
四、格构柱计算
格构柱参数 格构柱缀件形式 格构式钢柱长度H0(m) 格构柱伸入灌注桩的锚固长度(m) 格构柱分肢参数 格构柱分肢材料 分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm) 分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0(cm) 分肢材料抗拉、压强度设计值f(N/mm) 格构柱缀件参数 缀条材料 缀条截面积Az(cm) 焊缝参数 角焊缝焊脚尺寸hf(mm) 焊缝强度设计值ftw(N/mm) 222缀条 10.9 3 格构式钢柱的截面边长a(mm) 缀板间净距l01(mm) 460 310 L100X10 1.96 2.84 215 分肢材料截面积A0(cm) 格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm) 分肢材料屈服强度fy(N/mm) 24219.26 179.51 235 L40X5 3.79 缀条最小回转半径inim(cm) 0.78 10 160 焊缝计算长度lf(mm) 464 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×[179.51+19.26×(46.00/2-2.84)2]=32029.068cm4 整个构件长细比：λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=1090/(32029.068/(4×19.26))0.5=53.458
分肢长细比：λ1=l01/iy0=31.00/1.96=15.816 分肢毛截面积之和：A=4A0=4×19.26×102=7704mm2 构件截面中垂直于X轴的各斜缀条的毛截面积之和： A1x=2Az=2×3.79×100=758mm2 格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：
λ0max=(λx2+40A/A1x)0.5=(53.4582+40×7704/758)0.5=57.134 λ0max=57.134≤[λ]=150 满足要求！
2、格构式钢柱分肢的长细比验算
λ1=15.816≤0.7λ0max=0.7×57.134=39.994 满足要求！
3、格构式钢柱受压稳定性验算
λ0max(fy/235)0.5=57.134×(235/235)0.5=57.134
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=0.823 Qmax/(φA)=611.16×103/(0.823×7704)=96.391N/mm2≤f=215N/mm2 满足要求！ 4、缀件验算
缀件所受剪力：V=Af(fy/235)0.5/85=7704×215×10-3×(235/235)0.5/85=19.487kN 格构柱相邻缀板轴线距离：l1=l01+4=31.00+4=35cm
斜缀条轴向压力值：N0=V/(2cosα)=V/(2a/(a2+l12)0.5)=19.487/(2×0.46/(0.462+0.352)0.5)=12.243kN 缀条计算长度：lt=(a2+l12)0.5=(4602+3502)0.5=578.014mm 缀条长细比：λ=lt/imin=57.801/0.78=74.104≤80
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=0.726 等边角钢计算稳定性系数：
γ0=min(0.6+0.0015λ，1.0)=min(0.6+0.0015×74.104，1.0)=0.711 缀条稳定验算：
σ=N0/(φAz)=12.243×103/(0.726×3.79×102)=44N/mm2≤γ0f=0.711×215=153N/mm2 满足要求！ 需要焊缝长度：