框架结构水塔工程塔吊四桩基础计算书.doc

塔吊四桩基础计算书福欣特钢安全水塔工程工程；工程建设地点：福欣特钢厂区内；属于框架结构；地上10层；建筑高度：49.85m；标准层层高：4.62m ；总工期：150天。本工程由福欣特钢有限公司投资建设，中冶京诚工程技术有限公司设计，中国建筑西南勘察设计研究院有限公司地质勘察，郑州中兴监理有限公司监理，中化十三建组织施工。本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：塔式起重机设计规范（GB/T13752-1992）、地基基础设计规范（GB50007-2002）、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）、建筑安全检查标准（JGJ59-99）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）等编制。一、塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ40， 塔吊起升高度H：60.000m，塔身宽度B：2.5m， 基础埋深D：0.100m，自重F1：280.4kN， 基础承台厚度Hc：1.000m，最大起重荷载F2：40kN， 基础承台宽度Bc：6.000m，桩钢筋级别:RRB400， 桩直径或者方桩边长：1.000m，桩间距a：4.6m， 承台箍筋间距S：300.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm， 承台混凝土强度等级：C35；二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=280.40kN；塔吊最大起重荷载F2=40.00kN；作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=320.40kN；风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mkmax2669.76kN·m；三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 1. 桩顶竖向力的计算依据建筑桩技术规范（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。Nik=(Fk+Gk)/n±Mykxi/xj2±Mxkyi/yj2；其中 n单桩个数，n=4； Fk作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=320.40kN； Gk桩基承台的自重标准值：Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×6.00×6.00×1.00=900.00kN； Mxk,Myk承台底面的弯矩标准值，取2669.76kN·m； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=3.25m； Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值 最大压力：Nkmax=(320.40+900.00)/4+2669.76×3.25/(2×3.252)=715.49kN。最小压力：Nkmin=(320.40+900.00)/4-2669.76×3.25/(2×3.252)=-105.29kN。需要验算桩的抗拔！2. 承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范（JGJ94-2008）的第5.9.2条。 Mx = Niyi My = Nixi其中 Mx,My计算截面处XY方向的弯矩设计值； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.05m； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=588.59kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×588.59×1.05=1236.04kN·m。四、承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。 s = M/(1fcbh02) = 1-(1-2s)1/2 s = 1-/2 As = M/(sh0fy)式中，l系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法得1.00； fc混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2； ho承台的计算高度：Hc-50.00=950.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210.00N/mm2；经过计算得：s=1236.04×106/(1.00×16.70×6000.00×950.002)=0.014； =1-(1-2×0.014)0.5=0.014； s =1-0.014/2=0.993； Asx =Asy =1236.04×106/(0.993×950.00×210.00)=6238.63mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:6000.00×1000.00×0.15%=9000.00mm2。建议配筋值：HPB235钢筋，18160。承台底面单向根数36根。实际配筋值9162mm2。五、承台截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式： Vhsftb0h0其中，b0承台计算截面处的计算宽度，b0=6000mm； 计算截面的剪跨比，=a/h0，此处，a=0.65m；当 <0.25时，取=0.25；当 >3时,取=3，得=0.684； hs受剪切承载力截面高度影响系数，当h0800mm时，取h0=800mm，h02000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，hs=(800/950)1/4=0.958； 承台剪切系数，=1.75/(0.684+1)=1.039；0.958×1.039×1.57×6000×950=8907.54kN1.2×715.492=858.591kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！六、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.2.1条：桩的轴向压力设计值中最大值Nk=715.492kN；单桩竖向极限承载力标准值公式：Quk=uqsikli+qpkAp u桩身的周长，u=3.142m； Ap桩端面积,Ap=0.785m2；各土层厚度及阻力标准值如下表: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 抗拔系数 土名称 1 6.00 25.00 825.00 0.80 粘性土 2 10.00 25.00 965.00 0.70 粉土或砂土 由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第2层土层。单桩竖向承载力验算: Quk=3.142×375+965×0.785=1936.006kN；单桩竖向承载力特征值：R=Ra=Quk/2=1936.006/2=968.003kN；Nk=715.492kN1.2R=1.2×968.003=1161.604kN；桩基竖向承载力满足要求！七、桩基础抗拔验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.4.5条。群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tuk=iqsikuili其中：Tuk桩基抗拔极限承载力标准值； ui破坏表面周长，取ui=d=3.142 ×1=3.142m； qsik 桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值； i 抗拔系数，砂土取0.500.70，粘性土、粉土取0.700.80，桩长l与桩径d之比小于20时，取小值； li第i层土层的厚度。经过计算得到：Tuk=iqsikuili=871.79kN；群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tgk=（uliqsikli）/4= 1554.00kNul 桩群外围周长，ul = 4×（4.6+1)=22.40m；桩基抗拔承载力公式：Nk Tgk/2+GgpNk Tuk/2+Gp其中 Nk - 桩基上拔力设计值，Nk=105.29kN； Ggp - 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp =2352.00kN； Gp - 基桩自重设计值，Gp =294.52kN；Tgk/2+Ggp=1554/2+2352=3129kN > 105.292kN；Tuk/2+Gp=871.792/2+294.524=730.42kN > 105.292kN；桩抗拔满足要求。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算As=d2/4×0.65%=3.14×10002/4×0.65%=5105mm2；2、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。 N fyAs式中：N轴向拉力设计值，N=105292.48N； fy钢筋强度抗压强度设计值，fy=360.00N/mm2； As纵向普通钢筋的全部截面积。As=N/fy=105292.48/360.00=292.48mm2建议配筋值：RRB400钢筋，1720。实际配筋值5341.4 mm2。依据建筑桩基设计规范(JGJ94-2008)，箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。