鐵塔基礎(chǔ)計(jì)算

1、鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)時根據(jù)具體情況進(jìn)行分類規(guī)劃一般分四類：粘土堅(jiān)硬粘土碎石嚴(yán)重風(fēng)化巖等C1粘土硬塑C3粘土可塑C5粘土軟塑C7特殊地質(zhì)、地形應(yīng)區(qū)別對待。如：未風(fēng)化的巖石、有河流的河套地段、有較高洪水位的塔位、有較厚層的粘土地帶、地下水位高施工困難地帶等等根據(jù)地質(zhì)地形條件和鐵塔種類設(shè)計(jì)相應(yīng)的基礎(chǔ)。目前常用的基礎(chǔ)形式是現(xiàn)場澆注的臺階式鋼筋混凝土基礎(chǔ)。臺階一般兩階或三臺階常用?；A(chǔ)尺寸的預(yù)設(shè)定根據(jù)作用力大小確定，我們設(shè)計(jì)是66、110千伏且單回路線路，設(shè)計(jì)的鐵塔基礎(chǔ)作用力不大，主柱的寬度直線塔600,耐張塔600或800.選擇臺階尺寸時要注意、臺階高度和伸出長的比值一定大于等于1,等于1是45度，

2、“剛性角”因?yàn)榛A(chǔ)底板不配鋼筋不能使混凝土基礎(chǔ)受拉。常用的臺階尺寸最底層的采用300,其他臺階高度按計(jì)算和構(gòu)造要求確定。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時已知條件鐵塔基礎(chǔ)作用力：上拔力、下壓力、水平力;地質(zhì)條件地耐力、地下水位、凍結(jié)深度、設(shè)計(jì)的過程是試湊法、事先給定尺寸、驗(yàn)算不滿足要求重新選擇尺寸、反復(fù)幾次最后達(dá)到目的。上拔穩(wěn)定計(jì)算上拔穩(wěn)定計(jì)算、根據(jù)抗拔土體的狀態(tài)分別采用剪切法和土重法。剪切法適用于原狀土體；土重法適用于回填抗拔土體。我們經(jīng)常采用的是鋼筋混凝土臺階式基礎(chǔ)是回填抗拔土體，計(jì)算應(yīng)用土重法。下面介紹土重法計(jì)算。土重法中幾個常用參數(shù)在“送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”附表:序號土名及狀態(tài)臨界深度計(jì)算容重（KN/m3

3、）上拔角（度）備注1砂類土（稍密密實(shí)）3.0B粗中砂1728細(xì)砂1626粉砂15222粘性土（堅(jiān)硬硬塑）2.5B17253粘性土（可塑）2.0B16204粘性土（軟塑）1.5B1510注：位于地下水以下土的計(jì)算容重按811取用?；炷林囟?4KN/m，位于地下水以下混凝土的計(jì)算重度按12KN/吊取用。（插圖1）自立式鐵塔基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定:rfTE<rErs(Vt-vt-V°)+Qr基礎(chǔ)附加分項(xiàng)系數(shù)直線塔1.1;耐張、轉(zhuǎn)角塔1.6Te-上拔力ht-基礎(chǔ)埋深mVt-ht深度內(nèi)土和基礎(chǔ)的體積m3 vt-相鄰基礎(chǔ)影響的微體積r水平力影響系數(shù)(rs-基礎(chǔ)底板以上土的加權(quán)平均重度M-深度內(nèi)的基

4、礎(chǔ)的體積m3Q-基礎(chǔ)自重力Q=基礎(chǔ)體積*混凝土重度Vt(基礎(chǔ)體積)=ht(B2+2Bhttana+4/3ht2tan2a) vt=(B+2httan%-L)2/24tan%(2B+L+4httan%)L-基礎(chǔ)跟開m基礎(chǔ)下壓計(jì)算1 .當(dāng)軸心荷載作用時應(yīng)符合式：F><fa/rrfP-基礎(chǔ)底面處的平均壓力設(shè)計(jì)值Kpafar修正后的地基承載力f-地基承載力調(diào)整系數(shù)0.75B-基礎(chǔ)寬度m2 .當(dāng)偏心荷載作用時應(yīng)符合式：Pmaxw1.2fa/什基礎(chǔ)底面的壓力計(jì)算當(dāng)軸心荷載作用時應(yīng)符合式：P=(F+gG)/AF-上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向壓力設(shè)計(jì)值KNG-基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重KN2A-基礎(chǔ)底面

5、面積mrG-永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，對基礎(chǔ)有利時，宜取Pg=1.0,不利時應(yīng)取Pg=1.2。當(dāng)偏心荷載作用時應(yīng)符合式：Pmax=(F+PGG)/A+Mx/Wy+My/WxPmin=(F+rGG)/A-Mx/Wy-My/WxMx、My-作用于基礎(chǔ)底面的X和Y方向的力矩設(shè)計(jì)值KN.mWx、Wy-基礎(chǔ)底面繞X和Y軸的抵抗矩m3地基承載力計(jì)算當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，地基承載力按下式計(jì)算：fa=fak+Ybr(B-3)+Ydrs(ht-0.5)fa-修正后的地基承載力Kpa(Kpa相當(dāng)于KN/m2)fak刖基承載力特征值，按技術(shù)規(guī)定附錄E確定KpaTb、刀d-基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正

6、系數(shù)，按基底下土的類別在架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T5219-200535頁查表7.2.2承載力修正系數(shù)；r-基礎(chǔ)底面一下土的天然重度，地下水位以下取浮重度一般取r=11KN/m3rs-基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度有地下水位以下取浮重度一般取11KN/m3B-基礎(chǔ)底面寬度，當(dāng)基寬小于3m時按3m取值，大于6m時按6m取值鋼筋混凝土基礎(chǔ)主柱正截面承載力計(jì)算鋼筋混凝土矩形截面雙向偏心受拉(雙向拉彎)構(gòu)件，其截面為雙向?qū)ΨQ配筋時，縱向鋼筋截面面積按下式計(jì)算：(插圖2)Ag=(T+2*Mx/Zx+2*My/Zy)*1.1/RgAgy=(T*Ny/N+2*My/(Nx*Zy)+Mx/Zx)*2*

7、1.1/RgAgx=(T*Nx/N+2*Mx/(Ny*Zx)+My/Zy)*2*1.1/RgAg-正截面的全部縱向鋼筋截面面積m2;Agx、Agy-分別為正截面平行X軸和Y軸兩側(cè)鋼筋的截面面積m2;T-作用于計(jì)算截面上的縱向拉力KN;Mx-平行于X軸方向的力矩KN.m;Mx=HxhiMy-平行于y軸方向的力矩KN.m;MY=HYhiZx-平行與Y軸兩側(cè)縱向鋼筋的截面面積重心間距（m）;Zy-平行與X軸兩側(cè)縱向鋼筋的截面面積重心間距（m）;N-截面內(nèi)縱向鋼筋總根數(shù)；Nx-平行與X軸方向一側(cè)鋼筋根數(shù)；Ny-平行與Y軸方向一側(cè)鋼筋根數(shù)；基礎(chǔ)計(jì)算例題上拔穩(wěn)定計(jì)算（插圖3）鐵塔基礎(chǔ)作用力上拔力T=161

8、KN下壓力N=220KN垂直線路方向水平力Hx=18KN順線路方向水平力Hy=2KN基礎(chǔ)跟開L=3.008m基礎(chǔ)埋深H=2.4m荷載調(diào)整系數(shù)rf=1.6地質(zhì)粘土可塑r=16KN/m3%=20otan%=0.364混凝土重度rh=24KN/m3Vt=ht（B"+2Bhttan2%+4/3ht2tan2a）Ht=2.1mB=2mVt=2.1*（22+2*2*2.1*0.364+4*2.1*2.1*0.364*0.364/3）=16.45mvt=(B+2httan%-L)2/24tan%(2B+L+4httan%)=(2+2*2.1*0.364-3.008)2*(2*2+3.008+4*2

9、.1*0.364)/(24*0.364)=0.27*10.06/8.736=0.31VO=1.7*0.6*0.6+1.4*1.4*0.4=1.396rfTE=1.6*161=257.6(Vt-Vt-Vo)+Qf=16.45-0.31-1.396=15.74415.744*16+2.668*24=315.936>rTe=257.6滿足要求?；A(chǔ)下壓計(jì)算當(dāng)偏心荷載作用時應(yīng)符合式：Pmaxw1.2fa/什地基承載力fak=150Kpa(KN/m2)rrf-地基承載力調(diào)整系數(shù)0.75Pmax=(F+rGG)/A+Mx/Wy+My/WxPmin=(F+rGG)/A-Mx/Wy-My/WxF=220

10、KNG-基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重G=2.668*24+(2*2*2.1-1.396)*16=176KNMx=Hx*2.6=18*2.6=46.8KN.mMy=Hy*2.6=2*2.6=5.2KN.mWx=Wy=bh2/6=2*2*2/6=1.333m3Pmax=(220+1.2*176)/2*2+46.8/1.33+5.2/1.33=107.8+35.18+3.9=146.88KN/m2<fa=150KpaKN/m2不用調(diào)整地基地耐力滿足要求，如不夠按基礎(chǔ)寬和埋深調(diào)整地耐力后乘以1.2,仍不夠加大基礎(chǔ)尺寸，重新計(jì)算，直至滿足為止。如果地基承載力fak=100KN/m2<146.88f

11、a=fak+刀br(B-3)+”rs(ht-0.5)=120+0.3*16*(3-3)+1.6*16*(2.4-0.5)=148.81.2fa/rrf=1.2*168.64/0.75=202.37>146.88滿足要求Pmin=(220+1.2*176)/2*2-46.8/1.33-5.2/1.33=107.8-35.18-3.9=68.72KN/m>0滿足要求。如果小于0、說明基礎(chǔ)底板出現(xiàn)拉應(yīng)力，加大基礎(chǔ)尺寸，重新計(jì)算，直至滿足為止。鋼筋混凝土基礎(chǔ)主柱正截面承載力計(jì)算鐵塔基礎(chǔ)作用力上拔力T=161KN下壓力N=220KN垂直線路方向水平力Hx=18.1KN順線路方向水平力Hy=2

12、KN采用Q235計(jì)算強(qiáng)度Rg=210N/mm2=210000KN/m2N=12Nx=Ny=4Zx=Zy=0.51mMx=18.1*1.9=34.39KN.mMy=2*1,9=3.8KN.mAg=(T+2*Mx/Zx+2*My/Zy)*1.1/Rg=(161+2*34.39/0.51+2*3.8/0.51)*1.1/210000=0.0016278m2=16.278Cm2Agy=(T*Ny/N+2*My/(Nx*Zy)+Mx/Zx)*2*1.1/Rg=(161*4/12+2*3.8/(4*0.51)+34.39/0.51)*2*1.1/210000=0.001308m2=13.08Cm2Agx=(T*Nx/N+2*Mx/(Ny*Zx)+My/Zy)*2*1.1/Rg=(161*4/12+2*34.39/(4*0.51)+3.8/0.51)*2*1.1/210000=0.0009935m2=9.935cm2鋼筋選擇Ad=13.08/4/2=1.635cm2(J)16F=