塔吊四桩基础的计算书.rtf

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: QTG40 塔机自重标准值:Fk1=287.83kN 起重荷载标准值:Fqk=46.60kN 塔 吊 最 大 起 重 力 矩 :M=400.00kN.m 塔 吊 计 算 高 度 : H=40m 塔身宽度: B=1.40m 非工作状态下塔身弯矩 :M1=-356.86kN.m 桩混凝土等级 : C60 承台混凝土等级:C35 保 护 层 厚 度 : 50mm 矩 形 承 台 边 长 : 4.60m 承台厚度: Hc=1.200m 承 台 箍 筋 间 距 : S=200mm 承 台 钢 筋 级 别 : HRB400 承台顶面埋深: D=0.000m 方桩边长: d=0.500m 桩间距: a=3.000m 桩钢筋级别: RRB400 桩入土深度: 9.00m 桩型与工艺: 预制桩 桩空心直径: 0.310m 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=287.83kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=4.64.61.2025=634.8kN 承台受浮力：Flk=4.64.60.7010=148.12kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=46.6kN 2. 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) =0.81.481.951.540.2=0.71kN/m2 =1.20.710.351.4=0.42kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4240.00=16.73kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.516.7340.00=334.51kN.m 2) 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) =0.81.511.951.540.35=1.27kN/m2 =1.21.270.351.40=0.75kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.7540.00=29.86kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.529.8640.00=597.25kN.m 3. 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=-356.86+0.9(400+334.51)=304.20kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+597.25=240.39kN.m 三. 桩竖向力计算 非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(287.83+634.80)/4=230.66kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(287.83+634.8)/4+(240.39+29.861.20)/4.24=295.77kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(287.83+634.8-148.12)/4-(240.39+29.861.20)/4.24=128. 51kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(287.83+634.80+46.6)/4=242.31kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(287.83+634.8+46.6)/4+(304.20+16.731.20)/4.24=318.75 kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(287.83+634.8+46.6-148.12)/4-(304.20+16.731.20)/4.24 =128.84kN 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+Fvkh)/L =1.35(287.83+46.6)/4+1.35(304.20+16.731. 20)/4.24=216.07kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35287.83/4+1.35(240.39+29.861.20)/4. 24=185.05kN 2. 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(k N)。 由于工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2216.070.80=345.71kN.m 3. 配筋计算 根据混凝土结构设计规程GB50010-2002第7.2.1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=345.71106/(1.00016.7004600.00011502)=0.0034 =1-(1-20.0034)0.5=0.0034 s=1-0.0034/2=0.9983 As=345.71106/(0.99831150.0360.0)=836.5mm2 五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=216.07kN 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)的第7.5.7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=4600mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1150mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/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! 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=1. 35318.75=430.31kN 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=27.5N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=174523mm2。 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349mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积349mm2 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=242.31kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=318.75kN.m 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=2.00m； Ap桩端面积,取Ap=0.25m2； 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) 极限侧阻力标准值(kPa) 极限端阻力标准值(kP a) 土名称 1 1.15 20 1 粘性土 2 3 65 1 粘性土 3 3.4 55 1 粘性土 4 4.3 60 3000 粉土