塔吊四桩基础施工计算.doc

坪山新区体育中心二期招拍挂居住项目施工总承包工程2#塔吊基础施工方案汕头市建安实业（集团）有限公司坪山新区体育中心二期招拍挂居住项目施工总承包工程2#塔吊基础施工方案（西区）编 制 人：审 核 人：审 批 人： 编制单位：汕头市建安实业(集团)有限公司编制日期：二0一三年四月八日目 录一、工程概况4二、塔机概述及参数基本信息6三、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算6四、塔吊稳定性验算71、塔吊有荷载时稳定性验算72、塔吊无荷载时稳定性验算8五、矩形承台弯矩的计算9六、矩形承台截面主筋的计算11七、矩形承台截面抗剪切计算11八、桩承载力验算13九、桩竖向极限承载力验算及桩长计算13一、工程概况1、工程名称：坪山新区体育中心二期招拍挂居住项目施工总承包工程2、建设地点：深圳市坪山新区新合路3、建设单位：深圳市金地宝城房地产开发有限公司4、使用功能：商住综合楼5、设计标高0.000相当于绝对标高黄海高程42.45m。6、2号塔吊定位图和施工平面布置图如下：、2#塔吊定位图（西区地块） 、施工平面布置图二、塔机概述及参数基本信息2号塔机安装在“坪山新区体育中心二期招拍挂居住项目施工总承包工程”西区3#、7#塔楼地块，主要满足覆盖3号楼32F（塔楼最高：97.35m）、7号楼32F（塔楼最高：97.35 m）、幼儿园3F（建筑高度：11.3m）和地下室的施工垂直运输的需要。塔机独立固定式工作，最大起升工作高度可达220m（附着式），最大工作幅度60m，可在直径120m范围内一次性满足施工要求。该塔机为QTZ800系列TC6013A-6型自升塔式起重机。是由中联重科股份有限公司建筑起重机械分公司制造，臂长60m，最大起重量6t，首次安装高度45m，其臂长为60m，额定起重力矩为800KN.m。塔吊自重(包括压重)F1=1144kN（607KN+529KN压重）,最大起重荷载F2=60kN塔吊倾覆力距M=800kN.m,塔身宽度B=1.8m混凝土强度:C45,承台边长Lc=5.5m桩直径d=0.5m,桩间距a=3.5m,承台厚度Hc=1.4m，桩入土深度为18.6m基础以上土厚度D=1.6m 三、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算塔吊自重(包括压重)F1=1144kN塔吊最大起重荷载F2=60kN作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2(1144+60)=1444.8kN塔吊的倾覆力矩 M=1.4800=1120kN.m四、塔吊稳定性验算 塔吊稳定性验算可分为有荷载时和无荷载时两种状态。1、塔吊有荷载时稳定性验算塔吊有荷载时，计算简图： 塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:式中K1塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G起重机自重力(包括配重，压重),G=1444(kN)； c起重机重心至旋转中心的距离,c=0.5(m)； h0起重机重心至支承平面距离, h0=6(m)； b起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.5(m)； Q最大工作荷载,Q=60(kN)； g重力加速度(m/s2),取9.81； v起升速度,v=0.5(m/s)； t制动时间,t=20(s)； a起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15(m)； W1作用在起重机上的风力,W1=5(kN)；取自深圳地区系数 W2作用在荷载上的风力,W2=1(kN)；取自深圳地区系数 P1自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8(m)； P2自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.5(m)； h吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=28(m)； n起重机的旋转速度,n=1(r/min)； H吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H46(m)； 起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，=2(度)。经过计算得到K1 =5.274 塔吊有荷载时，5.274大于1.15，稳定安全系数满足要求。 2、塔吊无荷载时稳定性验算 塔吊无荷载时，计算简图: 塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中K2塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G1后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=1144(kN)； c1G1至旋转中心的距离,c1=0.5(m)； b起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=3(m)； h1G1至支承平面的距离,h1=6(m)； G2使起重机倾覆部分的重力,G2=800(kN)； c2G2至旋转中心的距离,c2=3.5(m)； h2G2至支承平面的距离,h2=30(m)； W3作用有起重机上的风力,W3=5(kN)；取自深圳地区系数 P3W3至倾覆点的距离,P3=15(m)； 起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，=2(度)。 经过计算得到 k2=2.869 塔吊无荷载时，2.869大于1.15，稳定安全系数满足要求。五、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(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条) 其中 n单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2(1144+60)=1444.8kN； G桩基承台的自重，G= 1.2(255.55.51.4+205.55.51.6)=2432.1kN； Mx,My承台底面的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni单桩桩顶竖向力设计值(kN)。 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:最大压力：N=(F+G)/4+M(a/1.414)/2(a/1.414)2 (M为塔吊的倾覆力矩，a为桩间距)N= (1444.8+2432.1)/4+1120(3.5/1.414)/(2(3.5/1.414)2)=1195.465kN2、矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.6.1条) 其中 Mx1,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)； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n。经过计算得到弯矩设计值：N= (1444.8+2432.1)/4+1120(3.5/2)/(4(3.5/2)2)=1129.225kNMx1=My1=2(1195.465-2432.1/4)(3.5/2-1.8/2)=998.648KN.m六、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；1为1； fc混凝土抗压强度设计值21.1N/mm2； h0承台的计算高度1.35m。 fy钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2。经过计算得: s=998.6481000000/121.15.510001.3510001.351000=0.005=1-(1-20.005)(1/2)=0.005s=1-0.005/2=0.998Asx= Asy=998.6481000000/(0.9981.351000210)=3529.627mm2。七、矩形承台截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11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，V=1195.465kN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 0建筑桩基重要性系数，取1.0； 计算截面的剪跨比，x=ax/ho，y=ay/ho，此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=0.85m，当 3时,取=3， 满足0.3-3.0范围；在0.3-3.0范围内按插值法取值。得=0.618181818181818；剪切系数，当0.31.4时，=0.12/(+0.3)；当1.43.0时，=0.2/(+1.5)，得=0.131； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=21.1N/mm2； b0承台计算截面处的计算宽度，b0=5.51000 mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1.351000 mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210.00N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!1195.465kN小于6716.763kN，承台满足抗剪要求！八、桩承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第4.1.1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=1195.465kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 0建筑桩基重要性系数，取1.0； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； A桩的截面面积，A=0.196m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋。1195.465kN小于4135.6kN，桩顶轴向压力设计值满足要求。九、桩竖向极限承载力验算及桩长计算桩承载力计算依据建筑地基基础设计规范(GB500072002)的第8.5.5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=1195.465kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：最大压力: R=qpaAp + upqsiaLi其中 R最大极限承载力,最大压力时取Nmax=1195.465kN； qsia桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，取值如下表； qpa桩侧第i层土的极限端阻力标准值，取值如下表； up桩身的周长，u=1.57m； Ap桩端面积,取Ap=0.196m2； li第i层土层的厚度,取值如下