单桩基础计算书.doc

单桩基础计算书本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：塔式起重机设计规范（GB/T13752-1992）、地基基础设计规范（GB50007-2002）、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）、建筑安全检查标准（JGJ59-99）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ94-94）等编制。一. 参数信息塔吊型号：QZT80A(6010)， 塔吊自重(包括压重)G: 650.000 kN，最大起重荷载Q: 60.000 kN， 塔吊起升高度H: 130.000 m，塔身宽度B: 1.650 m， 桩顶面水平力 H0: 15.000 kN，混凝土的弹性模量Ec：28000.000 N/mm2，地基土水平抗力系数m：24.500 MN/m4，混凝土强度: C35， 桩直径d: 2.200 m， 保护层厚度: 100.000 mm，桩钢筋级别: HRB335， 桩钢筋直径: 16.00 mm，额定起重力矩：1900kNm， 基础所受的水平力：30kN，标准节长度：2.8m，主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：120mm，所处城市：广东广州市， 基本风压0：0.5kN/m2，地面粗糙度类别：D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数z：1.61 。二. 塔吊对基础中心作用力的计算1. 塔吊自重(包括压重)：G = 650.000 kN2. 塔吊最大起重荷载：Q = 60.000 kN作用于塔吊的竖向力设计值： F = 1.2650.000 + 1.260.000 = 852.000 kN1、塔吊风荷载计算依据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）中风荷载体型系数：地处广东广州市，基本风压为0=0.50kN/m2；查表得：荷载高度变化系数z=1.61；挡风系数计算：=3B+2b+(4B2+b2)1/2c/(Bb)=(31.65+22.8+(41.652+2.82)0.5)0.12/(1.652.8)=0.386；因为是角钢/方钢，体型系数s=2.227；高度z处的风振系数取：z=1.0；所以风荷载设计值为：=0.7zsz0=0.71.002.2271.610.5=1.255kN/m2；2、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：M=BHH0.5=1.2550.3861.651301300.5=6761.731kNm；MkmaxMeMPhc19006761.7313018691.73kNm；三. 桩身最大弯矩计算计算简图： 1. 按照m法计算桩身最大弯矩： 计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考桩基础的设计方法与施工技术。 (1) 计算桩的水平变形系数 (1/m):=(mb0/(EI)1/5其中 m地基土水平抗力系数，m=24.500 MN/m4； b0桩的计算宽度，b0= 0.9(2.200+1)= 2.880 m； E抗弯弹性模量，E=28000.000 N/mm2； I截面惯性矩，I=2.2004 /64= 1.150 m4；经计算得到桩的水平变形系数: = (24.5001062.880/(28000.0001061.150)1/5 = 0.294 (2) 计算 CI=aMo/Ho CI = 0.29412168.422/15.000 = 238.392 (3) 由 CI 查表得：C = 1.001, h- = az = 0.100 (4) 计算 Mmax: Mmax= CMo = 1.00112168.422 = 12180.590kNm (5) 计算最大弯矩深度 :z= h-/= 0.100/0.294 = 0.340 m ；四.桩配筋计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.3.8条。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：(1) 偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：=1+1/(1400ei/h0)(l0/h)212式中 l0桩的计算长度，l0 = 25.000 m； h截面高度，h = 2.200 m ； e0轴向压力对截面重心的偏心矩，e0=14.296 m； ea附加偏心矩，取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的最大值，ea=0.073 m； ei=e0+ea=14.296+0.073=14.370 m; h0截面有效高度，h0 = 2.200 - 100.00010-3 = 2.100 m； 1偏心受压构件的截面曲率修正系数：1=0.5fcA/N=0.516.700 3.801106/(852.000103)= 37.255 由于 1大于1，1 = 1 ； A构件的截面面积，A=d2 /4 = 3.801 m2； 2构件长细比对截面曲率的影响系数，l0/h小于15，2=1.0； l0/h=10/1.6=11.3615，2=1.0；经计算偏心增大系数 = 1.013 ；(2) 偏心受压构件应符合下例规定：N 1fcA（1-sin(2)/(2)）+（-t）fyAsNei（21 fcAr sin3（）/3 +fyAsrs（sin + sin t）/ 式中 As全部纵向钢筋的截面面积； r圆形截面的半径，取 r=1.100 m； rs纵向钢筋重心所在圆周的半径，取 rs=0.092 m； 对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，取 = 0.494； t - 纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当=0.4940.625，t=1.25-2=1.25-20.494=0.26；由以上公式解得，只需构造配筋！构造配筋：As=d2/40.2%=3.1422002/40.2%=7603mm2建议配筋值：HRB335钢筋，3816。实际配筋值7641.8mm2。五.桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2条，桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： R = sQsk/s+pQpk/p Qsk = uqsikli Qpk = qpkAp其中 R单桩的竖向承载力设计值； Qsk单桩总极限侧阻力标准值； Qpk单桩总极限端阻力标准值； qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk极限端阻力标准值； u桩身的周长，u=6.912m； Ap桩端面积,Ap=3.801m2； 0桩基重要性系数，取1.1； 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 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 6.00 20.00 825.00 粘性土 2 10.00 25.00 965.00 粉土或砂土 由于桩的入土深度为25.00m,所以桩端是在第2层土层。最大压力验算: R=6.91(6.0020.00+10.0025.00)/1.65+965.003.801/1.65=3.77103kN0N=1.1852= 937.20kNR=3773.053kN竖向极限承载力满足要求!稳定性计算计算书本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：塔式起重机设计规范（GB/T13752-1992）、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）、建筑安全检查标准（JGJ59-99）、建筑施工计算手册（江正荣 编著）等编制。一、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塔吊自重力(包括配重，压重),G=650.00(kN)； c塔吊重心至旋转中心的距离,c=1.50(m)； ho塔吊重心至支承平面距离, ho=6.00(m)； b塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50(m)； Q最大工作荷载,Q=90.00(kN)； g重力加速度(m/s2),取9.81； v起升速度,v=0.50(m/s)； t制动时间,t=20.00(s)； a塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00(m)； W1作用在塔吊上的风力,W1=4.00(kN)； W2作用在荷载上的风力,W2=0.30(kN)； P1自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00(m)； P2自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m)； h吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00m(m)； n塔吊的旋转速度,n=1.00(r/min)； H吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H28.00(m)； 塔吊的倾斜角(轨道或道路的坡度)， =2.00(度)。经过计算得到K1=2.117；由于K11.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!二、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=200.00(kN)； c1G1至旋转中心的距离,c1=3.00(m)； b塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.00(m)； h1G1至支承平面的距离,h1=6.00(m)； G2使塔吊倾覆部分的重力