QTZ80塔吊四桩基础的计算书.doc
QTZ80塔吊四桩基础的计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号:QTZ80塔机自重标准值:Fk1=554.30kN起重荷载标准值:Fqk=80.00kN塔吊最大起重力矩:M=800.00kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=-2032.8kN.m塔吊计算高度:H=84m塔身宽度:B=1.6m桩身混凝土等级:C80承台混凝土等级:C35保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=4.5m承台厚度:Hc=1.4m承台箍筋间距:S=176mm承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0.0m桩直径:d=0.5m桩间距:a=3.5m桩钢筋级别:HRB400桩入土深度:13m桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.15m计算简图如下： ·二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值 Fk1=554.3kN2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=4.5×4.5×1.40×25=708.75kN 承台受浮力：Flk=4.5×4.5×0.90×10=182.25kN3) 起重荷载标准值 Fqk=80kN2. 风荷载计算1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2 =1.2×0.34×0.35×1.5=0.21kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.21×84.00=17.80kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×17.80×84.00=747.55kN.m2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2) =0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2 =1.2×0.59×0.35×1.50=0.37kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.37×84.00=31.15kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×31.15×84.00=1308.22kN.m3. 塔机的倾覆力矩工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-2032.8+0.9×(800+747.55)=-640.00kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-2032.8+1308.22=-724.58kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(554.3+708.75)/4=315.76kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(554.3+708.75)/4+(-724.58+31.15×1.40)/4.95=178.16kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(554.3+708.75-182.25)/4-(-724.58+31.15×1.40)/4.95=407.80kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(554.3+708.75+80)/4=335.76kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(554.3+708.75+80)/4+(-640.00+17.80×1.40)/4.95=211.48kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(554.3+708.75+80-182.25)/4-(-640.00+17.80×1.40)/4.95=414.48kN四. 承台受弯计算1. 荷载计算不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：工作状态下：最大压力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(554.3+80)/4+1.35×(-640.00+17.80×1.40)/4.95=46.29kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×554.3/4+1.35×(-724.58+31.15×1.40)/4.95=1.32kN2. 弯矩的计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第6.4.2条 其中 Mx,My1计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。由于工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2×46.29×1.00=92.58kN.m3. 配筋计算根据混凝土结构设计规范GB50010-2010第6.2.10条 式中 1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,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。底部配筋计算: s=92.58×106/(1.000×16.700×4500.000×13502)=0.0007 =1-(1-2×0.0007)0.5=0.0007 s=1-0.0007/2=0.9997 As=92.58×106/(0.9997×1350.0×360.0)=190.6mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=46.29kN依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)的第6.3.4条。我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式： 式中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2； b承台的计算宽度，b=4500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2； S箍筋的间距，S=176mm。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六. 承台受冲切验算 角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算七. 桩身承载力验算桩身承载力计算依据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)的第5.8.2条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1.35×211.48=285.50kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 c基桩成桩工艺系数，取0.85 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.9N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=178678mm2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为357mm2综上所述，全部纵向钢筋面积1529mm2八. 桩竖向承载力验算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，Qk=335.76kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=211.48kN桩基竖向承载力必须满足以下两式： 单桩竖向承载力特征值按下式计算： 其中 Ra单桩竖向承载力特征值； qsik第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa桩端端阻力特征值，按下表取值； u桩身的周长，u=1.57m； Ap桩端面积,取Ap=0.20m2； li第i层土层的厚度,取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下: 序号土层厚度(m)侧阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kPa)土名称2.7853800含砂姜黏土13.08804500黏土由于桩的入土深度为13m,所以桩端是在第2层土层。最大压力验算: Ra=1.57×(2.7×85+10.3×80)+4500×0.20=2538.41kN由于: Ra = 2538.41 > Qk = 335.76,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra = 3046.09 > Qkmax = 211.48,最大压力验算满足要求!塔吊计算满足要求！
