预应力管桩塔吊基础计算书范例.doc

1#房塔吊计算1、参数信息塔吊型号：QTZ63 基础埋深：6.1m塔吊起升高度：100.80(2.836)m 基础承台厚度：1.4m塔身宽度b：1.6m 基础承台宽度Bc：4.2m最大起重荷载Q：60kN 混凝土强度等级：C35 钢筋级别：HRB400 基础底面配筋直径：25mm 塔吊参数:工作状态基础弯矩M(kNm)基础水平力FV(kN)基础垂直力Fh(kN)扭矩T(kNm)工作情况1242.718.9397.0204.6非工作情况1776.377.9326.10塔吊基础基自重：Gk254.24.21.4=617.4kN二、塔吊竖向力算：轴心竖向力：（非工况326.1kN工况397kN，取Fk=397kN） =（397+617.4）/4=253.6kN偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L（非工况326.1kN工况397kN，取Fk=397kN） =（397+617.4）/4+（1242.7+204.6+18.91.4）/4.24 =601.2kNQmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+Fvkh)/L（非工况326.1kN工况397kN，取Fk=326.1kN） =（326.1+617.4）/4-（1776.3+77.91.4）/4.24 =-208.8kN（竖向拔力208.8kN）式中：荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，桩基的平均竖向力； 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，角桩的最大竖向力； 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，角桩的最小竖向力； 荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力； 桩基承台和承台上土自重标准值，水下部分按浮重度计； 桩基中的桩数。 荷载效应标准组合时，沿矩形承台的对角线方向纵向作用于承台顶面的力矩 荷载效应标准组合时，塔机作用于承台顶面的水平力 i 抗拔系数，当入土大于6m时，取0.5 Gp桩身重力标准值。 h 承台的高度 L 矩形承台对角线两端基桩的轴线距离 L=（4.2-20.6）=4.24三、桩基竖向承载力及抗拔承载力验算1、单桩按摩擦桩计算轴向承载力特征值序号土层编号桩身周长（m）入土厚度（m）极限侧阻力标准值Qsik（kN/m2）桩侧摩擦力（kN）3粉质夹粉质粘土3.140.6=1.8841.03451.8841.0345=87.3234粉砂5.9651.8845.965=722.5145粉质粘土7.2441.8847.244=596.8516粘土4751.884475=565.27粉质粘土2581.884258=218.5448粉质粘土2.82651.8842.8265=345.34合计22.952535.77 =2535.77+0.1692700 =2992.73kN考虑安全系数，根据桩承载力计算依据（建筑桩基础技术规范），取安全系数K为2.0。故=2992.73/2=1496.37kNAp-桩端截面面积；Ap=3.14（0.32-0.192）=0.169m2桩端承载力在8粉质粘土，桩极限端阻力标准值qpk（kPa）=2700kPa。2、桩身竖向承载力验算Qkmax=601.2kN1496.37kN满足要求！3、桩身抗拔承载力验算Qmin=208.8kN（竖向拔力）1496.37kN满足要求！四、桩身轴心受压承载力验算Qk=253.6kN，取N=253.6kNNc fc Aps+0.9fyAsc fc Aps+0.9fyAs=0.8514.30169246+0.93601258.2 =2464.8kN故桩顶轴向压力设计值满足要求。PHC 600(110)AB C80预应力混凝土灌桩为1410.7预应力钢筋。 其中：c基桩成桩工艺系数，本方案为预应力空心桩，取0.85； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=3.14（0.32-0.192）=169246mm2。fy钢筋抗压强度值。取360N/mm2 As钢筋截面面积，As=143.14(10.7/2)2=1258.2mm2五、塔吊基础承台设计1、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范的第5.9.2条。Mx = NiyiMy = 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Xi=yi=4.2/2-1.6/2-0.6=0.7 Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值， Ni1=1.2(Qkmax-Gk/4) = 1.2x(601.2-617/4)=536.34kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2536.340.7=750.876kNm。2、基础受冲切承载力计算、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 -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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取l=1.00； fc -混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2； ho -承台的计算高度，ho=1.45m。经过计算得：s=750.876106/(0.9416.704.2103(1.35103)2)=0.00625；=1-(1-20.00625)0.5=0.00627；s=1-0.00627/2=0.9968；As=750.876106/(0.99681.35103360)=1550mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为420014000.15%=8820mm2。实际采用三级钢25210，19根，双层双向布置，实际配筋为As1=9262.5mm2，满足要求。2#房塔吊计算1、参数信息塔吊型号：QTZ63 基础埋深：6.55m塔吊起升高度：92.40(2.833)m 基础承台厚度：1.5m塔身宽度b：1.6m 基础承台宽度Bc：4.5m最大起重荷载Q：60kN 混凝土强度等级：C35 钢筋级别：HRB400 基础底面配筋直径：25mm 塔吊参数:工作状态基础弯矩M(kNm)基础水平力FV(kN)基础垂直力Fh(kN)扭矩T(kNm)工作情况1242.718.9397.0204.6非工作情况1776.377.9326.10塔吊基础基自重：Gk254.54.51.5=759.4kN二、塔吊竖向力算：轴心竖向力：（非工况326.1kN工况397kN，取Fk=397kN） =（397+759.4）/4=289.1kN偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L（非工况326.1kN工况397kN，取Fk=397kN） =（397+759.4）/4+（1242.7+204.6+18.91.5）/4.67 =605.1kNQmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+Fvkh)/L（非工况326.1kN工况397kN，取Fk=326.1kN） =（326.1+759.4）/4-（1776.3+77.91.5）/4.67 =-116.3kN（竖向拔力116.3kN）式中：荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，桩基的平均竖向力； 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，角桩的最大竖向力； 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，角桩的最小竖向力； 荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力； 桩基承台和承台上土自重标准值，水下部分按浮重度计； 桩基中的桩数。 荷载效应标准组合时，沿矩形承台的对角线方向纵向作用于承台顶面的力矩 荷载效应标准组合时，塔机作用于承台顶面的水平力 i 抗拔系数，当入土大于6m时，取0.5 Gp桩身重力标准值。 h 承台的高度 L 矩形承台对角线两端基桩的轴线距离 L=（4.5-20.6）=4.67三、桩基竖向承载力及抗拔承载力验算1、单桩按摩擦桩计算轴向承载力特征值序号土层编号桩身周长（m）入土厚度（m）极限侧阻力标准值Qsik（kN/m2）桩侧摩擦力（kN）3粉质夹粉质粘土3.140.6=1.8840.18451.8840.1845=15.264粉砂7.45651.8847.4565=912.335粉质粘土5.3441.8845.344=439.356粘土4.45751.8844.4575=628.787粉质粘土1.65581.8841.6558=180.298粉质粘土3.92651.8843.9265=480.04合计22.952656.36 =2656.36+0.1692700 =3112.66kN考虑安全系数，根据桩承载力计算依据（建筑桩基础技术规范），取安全系数K为2.0。故=3112.66/2=1556.33kNAp-桩端截面面积；Ap=3.14（0.32-0.192）=0.169m2桩端承载力在8粉质粘土，桩极限端阻力标准值qpk（kPa）=2700kPa。2、桩身竖向承载力验算Qkmax=605.1kN1556.33kN满足要求！3、桩身抗拔承载力验算Qmin=116.3kN（竖向拔力）1556.33kN满足要求！四、桩身轴心受压承载力验算Qk=289.1kN，取N=289.1kNNc fc Aps+0.9fyAsc fc Aps+0.9fyAs=0.8514.30169246+0.93601258.2 =2464.8kN故桩顶轴向压力设计值满足要求。PHC 600(110)AB C80预应力混凝土灌桩为1410.7预应力钢筋。 其中：c基桩成桩工艺系数，本方案为预应力空心桩，取0.85； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=3.14（0.32-0.192）=169246mm2。fy钢筋抗压强度值。取360N/mm2 As钢筋截面面积，As=143.14(10.7/2)2=1258.2mm2五、塔吊基础承台设计1、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范的第5.9.2条。Mx = NiyiMy = 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Xi=yi=4.5/2-1.6/2-0.6=0.85 Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值， Ni1=1.2(Qkmax-Gk/4) = 1.2x(605.1-759.4/4)=498.3kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2498.30.85=847.11kNm。2、基础受冲切承载力计算、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 -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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取l=1.00； fc -混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2； ho -承台的计算高度，ho=1.45m。经过计算得：s=847.11106/(0.9416.704.5103(1.45103)2)=0.0057；=1-(1-20.0057)0.5=0.00572；s=1-0.00572/2=0.9943；As=847.11106/(0.99431.45103360)=1632.12mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为450015000.15%=10125mm2。实际采用三级钢25210，21根，双层双向布置，实际配筋为As1=10308.4mm2，满足要求。3#房塔吊计算1、参数信息塔吊型号：QTZ63 基础埋深：6.55m塔吊起升高度：92.40(2.833)m 基础承台厚度：1.5m塔身宽度b：1.6m 基础承台宽度Bc：4.5m最大起重荷载Q：60kN 混凝土强度等级：C35 钢筋级别：HRB400 基础底面配筋直径：25mm 塔吊参数:工作状态基础弯矩M(kNm)基础水平力FV(kN)基础垂直力Fh(kN)扭矩T(kNm)工作情况1243.628.5376.2124.8非工作情况1714.777.9307.10塔吊基础基自重：Gk254.54.51.5=759.4kN二、塔吊竖向力算：轴心竖向力：（非工况307.1kN工况376.2kN，取Fk=376.2kN） =（376.2+759.4）/4=283.9kN偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L（非工况307.1kN工况376.2kN，取Fk=397kN） =（376.2+759.4）/4+（1243.6+124.8+28.51.5）/4.67 =586.1kNQmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+Fvkh)/L（非工况307.1kN工况376.2kN，取Fk=326.1kN） =（376.2+759.4）/4-（1714.7+77.91.5）/4.67 =-108.3kN（竖向拔力108.3kN）式中：荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，桩基的平均竖向力； 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，角桩的最大竖向力； 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，角桩的最小竖向力； 荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力； 桩基承台和承台上土自重标准值，水下部分按浮重度计； 桩基中的桩数。 荷载效应标准组合时，沿矩形承台的对角线方向纵向作用于承台顶面的力矩 荷载效应标准组合时，塔机作用于承台顶面的水平力 i 抗拔系数，当入土大于6m时，取0.5 Gp桩身重力标准值。 h 承台的高度 L 矩形承台对角线两端基桩的轴线距离 L=（4.5-20.6）=4.67三、桩基竖向承载力及抗拔承载力验算1、单桩按摩擦桩计算轴向承载力特征值序号土层编号桩身周长（m）入土厚度（m）极限侧阻力标准值Qsik（kN/m2）桩侧摩擦力（kN）3粉质夹粉质粘土3.140.6=1.8841.935451.8841.93545=164.0494粉砂5.5651.8845.565=673.535粉质粘土6.8441.8846.844=563.696粘土4.6751.8844.675=649.987粉质粘土1.7581.8841.758=185.768粉质粘土2.415651.8842.41565=295.74合计22.952532.46 =2532.46+0.1692700 =2988.76kN考虑安全系数，根据桩承载力计算依据（建筑桩基础技术规范），取安全系数K为2.0。故=2988.76/2=1494.38kNAp-桩端截面面积；Ap=3.14（0.32-0.192）=0.169m2桩端承载力在8粉质粘土，桩极限端阻力标准值qpk（kPa）=2700kPa。2、桩身竖向承载力验算Qkmax=586.1kN1494.38kN满足要求！3、桩身抗拔承载力验算Qmin=103.3kN（竖向拔力）1494.38kN满足要求！四、桩身轴心受压承载力验算Qk=283.9kN，取N=283.9kNNc fc Aps+0.9fyAsc fc Aps+0.9fyAs=0.8514.30169246+0.93601258.2 =2464.8kN故桩顶轴向压力设计值满足要求。PHC 600(110)AB C80预应力混凝土灌桩为1410.7预应力钢筋。 其中：c基桩成桩工艺系数，本方案为预应力空心桩，取0.85； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=3.14（0.32-0.192）=169246mm2。fy钢筋抗压强度值。取360N/mm2 As钢筋截面面积，As=143.14(10.7/2)2=1258.2mm2五、塔吊基础承台设计1、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范的第5.9.2条。Mx = NiyiMy = 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Xi=yi=4.5/2-1.6/2-0.6=0.85 Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值， Ni1=1.2(Qkmax-Gk/4) = 1.2x(586.1-759.4/4)=475.5kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2475.50.85=808.35kNm。2、基础受冲切承载力计算、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 -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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取l=1.00； fc -混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2； ho -承台的计算高度，ho=1.45m。经过计算得：s=808.35106/(0.9416.704.5103(1.45103)2)=0.00544；=1-(1-20.00544)0.5=0.00546；s=1-0.00546/2=0.99727；As=808.35106/(0.997271.45103360)=1552.8mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为450015000.15%=10125mm2。实际采用三级钢25210，21根，双层双向布置，实际配筋为As1=10308.4mm2，满足要求。5#房塔吊计算1、参数信息塔吊型号：QTZ63 基础埋深：6.55m塔吊起升高度：92.40(2.833)m 基础承台厚度：1.5m塔身宽度b：1.6m 基础承台宽度Bc：4.5m最大起重荷载Q：60kN 混凝土强度等级：C35 钢筋级别：HRB400 基础底面配筋直径：25mm 塔吊参数:工作状态基础弯矩M(kNm)基础水平力FV(kN)基础垂直力Fh(kN)扭矩T(kNm)工作情况1283.418.9386.6215.25非工作情况1744.377.9316.60塔吊基础基自重：Gk254.54.51.5=759.4kN二、塔吊竖向力算：轴心竖向力：（非工况316.6kN工况386.6kN，取Fk=386.6kN） =（386.6+759.4）/4=286.5kN偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L（非工况316.6kN工况386.6kN，取Fk=386.6kN） =（386.6+759.4）/4+（1283.4+215.25+18.91.5）/4.67 =613.5kNQmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+Fvkh)/L（非工况316.6kN工况386.6kN，取Fk=386.6kN） =（386.6+759.4）/4-（1744.3+77.91.5）/4.67 =-112.1kN（竖向拔力112.1kN）式中：荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，桩基的平均竖向力； 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，角桩的最大竖向力； 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，角桩的最小竖向力； 荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力； 桩基承台和承台上土自重标准值，水下部分按浮重度计； 桩基中的桩数。 荷载效应标准组合时，沿矩形承台的对角线方向纵向作用于承台顶面的力矩 荷载效应标准组合时，塔机作用于承台顶面的水平力 i 抗拔系数，当入土大于6m时，取0.5 Gp桩身重力标准值。 h 承台的高度 L 矩形承台对角线两端基桩的轴线距离 L=（4.5-20.6）=4.67三、桩基竖向承载力及抗拔承载力验算1、单桩按摩擦桩计算轴向承载力特征值序号土层编号桩身周长（m）入土厚度（m）极限侧阻力标准值Qsik（kN/m2）桩侧摩擦力（kN）3粉质夹粉质粘土3.140.6=1.8841.62451.8841.6245=137.344粉砂7.05651.8847.0565=863.345粉质粘土5.7441.8845.744=472.516粘土5.175751.8845.17575=731.237粉质粘土1.275581.8841.27558=139.328粉质粘土2.13651.8842.1365=382.08合计22.952728.82 =2728.82+0.1692700 =3185.12kN考虑安全系数，根据桩承载力计算依据（建筑桩基础技术规范），取安全系数K为2.0。故=3185.12/2=1592.56kNAp-桩端截面面积；Ap=3.14（0.32-0.192）=0.169m2桩端承载力在8粉质粘土，桩极限端阻力标准值qpk（kPa）=2700kPa。2、桩身竖向承载力验算Qkmax=613.5kN1592.56kN满足要求！3、桩身抗拔承载力验算Qmin=112.1kN（竖向拔力）1592.56kN满足要求！四、桩身轴心受压承载力验算Qk=286.5kN，取N=286.5kNNc fc Aps+0.9fyAsc fc Aps+0.9f