QTZ80TC6013塔吊桩基础的计算书2.doc

塔吊桩基础的计算书一. 参数信息 塔吊型号: QTZ（QTZ80）-TC6013 自重(包括压重):F1=910.00kN 最大起重荷载: F2=60.00kN 塔吊倾覆力距: M=4855.76kN.m 塔吊起重高度: H=62.00m 塔身宽度: B=1.80m 桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C30 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 5.00m 承台厚度: Hc=1.500m 承台箍筋间距: S=180mm 承台钢筋级别: 级 承台预埋件埋深:h=1.30m 承台顶面埋深: D=0.000m 桩直径: d=0.500m 桩间距: a=3.000m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 21.10 桩型与工艺: 预制桩 桩空心直径: 0.250m 塔吊最大起重力矩: 800kN.m 塔吊总高度: H=62.00m 基本风压: Wk=1.26kPa 塔吊主弦杆截面宽度: b=0.15m 塔身最大水平力:Vh=97kN 水平力作用高度: h=31m 标准节数: n=22 二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 1. 塔吊自重(包括压重)F1=910.000kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=970.000kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4×4855.760=6798.064kN.m三. 矩形承台弯矩的计算 计算简图： 图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。 1. 桩顶竖向力的计算(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第5.1.1条) 其中 n单桩个数，n=4； Fk作用于承台顶面的竖向力，Fk=970.000kN； Gk桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=937.500kN； Mxk,Myk荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩 xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Nik荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN)。 经计算得到: 桩顶竖向力设计值: 最大压力： N=1.2×(970.000+937.500)/4+6798.064×(3.000×1.414/2)/2×(3.000×1.414/2)2=2174.811kN 最大拔力： N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000×1.414/2)/2×(3.000×1.414/2)2=-1125.686kN 桩顶竖向力标准值: 最大压力： N=(970.000+937.500)/4+4855.760×(3.000×1.414/2)/2×(3.000×1.414/2)2=1621.561kN 最大拔力： N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000×1.414/2)/2×(3.000×1.414/2)2=-667.811kN 2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第5.9.2条) 其中 Mx,My分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)； Ni在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值： 压力产生的承台弯矩： N=1.2×(970.000+937.500)/4+6798.064×(3.000/2)/4×(3.000/2)2=1705.261kN Mx1=My1=2×1705.261×(1.500-0.900)=2046.313kN.m 拔力产生的承台弯矩： N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000/2)/4×(3.000/2)2=-656.136kN Mx2=My2=-2×656.136×(1.500-0.900)=-787.363kN.m四. 矩形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。 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=300N/mm2。 承台底面配筋: s=2046.313×106/(1.000×1.430×5000.000×1450.0002)=0.0136 =1-(1-2×0.0136)0.5=0.0137 s=1-0.0137/2=0.9931 Asx= Asy=2046.313×106/(0.9931×1450.000×300.000)=4736.628mm2 承台顶面配筋: s=787.363×106/(1.000×1.430×5000.000×1450.0002)=0.0052 =1-(1-2×0.0052)0.5=0.0053 s=1-0.0053/2=0.9974 Asx= Asy=787.363×106/(0.9974×1450.000×300.000)=1814.795mm2。 满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!五. 矩形承台截面抗剪切计算 依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5.9.14条。 根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 记为V=4349.622kN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： 其中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2； b承台计算截面处的计算宽度，b=5000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=150mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2； S箍筋的间距，S=180mm。 经过计算得: 箍筋的最小配筋面积Asv=(4349.622×1000-0.700×1.430×5000×150)×180/(300.000×150)=14395.488mm2六.桩身承载力验算 桩身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(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=2174.811kN 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0.850 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=0.1473m2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值不满足要求,需桩配筋计算!七.桩配筋计算 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.3条正截面受压承载力计算。 其中 N桩轴向压力设计值，N=2174.811kN； 钢筋混凝土构件的稳定系数，=1.000； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2； A桩的截面面积，A=0.1473m2； f'y钢筋强度抗压强度设计值，f'y=300.000N/mm2； A's全部纵向钢筋截面面积。 经过计算得到纵向受压钢筋截面面积 A's=-2875.268mm2。 桩身受拉计算，依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008 第5.8.7条 受拉承载力计算，最大拉力 N=1125.686kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=3752.287mm2。 综上所述,全部纵向钢筋为：3752.287mm,同时满足构造要求!2 构造规定：预制桩最小配筋率不宜小于0.8%,采用静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.4%,直径不宜小于14mm八.桩抗压承载力计算 桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5.2.5和5.3.5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=2174.811kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力: 其中 R基桩竖向承载力特征值； Ra单桩竖向承载力特征值； K安全系数，取2.0； fak承台下土的地基承载力特征值加权平均值； c承台效应系数，当不考虑承台效应系数时，其值取0； qsk桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk极限端阻力标准值，按下表取值； u桩身的周长，u=1.5708m； Ap桩端面积,取Ap=0.147m2； Ac计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=6.103m2； 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:土名称 序号 土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 素填土 1 4.6 0 0 淤 泥 2 2.9 0 0 砂质粘性土 3 9.3 35 0 全风化混合岩 4 2.8 60 3000 强全风化混合岩 5 1.5 100 4500 由于桩的入土深度为21.1m,所以桩端是在第5层土层。 最大压力验算: Ra=1.571×(4.6×0+2.9×0+9.3×70+2.8×120+1.5×200)+9000×0.147=3346.974kN R=3346.974/2.0+0.000×105.000×6.103=1673.487kN 上式计算的R值大于等于最大压力1621.561kN,所以满足要求!九.桩抗拔承载力计算 桩抗拔承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5.4.5条 桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 Tuk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得: Tgk=14×(0.750×4.6×0+0.750×2.9×0+0.750×9.3×35+0.750×2.8×60+0.750×1.5×200)/4=2984.625kN Ggp=14×21.1×22/4=1624.700kN Tuk=1.571×(0.750×4.6×0+0.750×2.9×0+0.750×9.3×35+0.750×2.8×60+0.750×1.5×100)=758.106kN Gp=1.571×21.1×25=828.595kN 由于: 2984.625/2.0+1624.700>=667.811 满足要求! 由于: 758.106/2.0+828.595>=667.811 满足要求!九.基础大样图如下