5塔吊计算书.doc

5塔吊计算书5.1塔吊桩基础的计算书一. 参数信息塔吊型号:TC5613,自重(包括压重)F1=548.70kN,最大起重荷载F2=60.00kN塔吊倾覆力距M=1766.00kN.m,塔吊起重高度H=40.00m,塔身宽度B=1.8m混凝土强度:C35,钢筋级别:级,承台长度Lc或宽度Bc=5.00m桩直径或方桩边长 d=0.80m,桩间距a=2.40m,承台厚度Hc=1.50m基础埋深D=1.50m,承台箍筋间距S=200mm,保护层厚度:40mm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=548.70kN2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2(F1+F2)=730.44kN塔吊的倾覆力矩 M=1.41766.00=2472.40kN.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JGJ94-94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=1.2608.70=730.44kN； G桩基承台的自重，G=1.2（25.0BcBcHc+20.0BcBcD)=1500.00kN； 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=(730.44+1500.00)/4+2472.40(2.401.414/2)/2(2.401.414/2)2=1286.16kN最大拔力： N=(730.44+1500.00)/4-2472.40(2.401.414/2)/2(2.401.414/2)2=-170.94kN2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩基础技术规范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=(730.44+1500.00)/4+2472.40(2.40/2)/4(2.40/2)2=1072.69kNMx1=My1=21072.69(1.20-0.80)=858.15kN.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。经过计算得承台底面配筋 s=858.15106/(1.0016.705000.00750.002)=0.018 =1-(1-20.018)0.5=0.018 s=1-0.018/2=0.991 Asx= Asy=858.15106/(0.991750.00300.00)=3849.51mm2。 承台顶面按构造配筋。五. 矩形承台截面抗剪切计算依据建筑桩基础技术规范(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，记为V=1286.16kN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 0建筑桩基重要性系数，取1.0； 剪切系数,=0.20； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； b0承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=750mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/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!六.桩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=1286.16kN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=0.503m2。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!七.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桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=1286.16kN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最大极限承载力； Qsk单桩总极限侧阻力标准值: Qpk单桩总极限端阻力标准值: Qck相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值: qck承台底1/2承台宽度深度范围(5m)内地基土极限阻力标准值； s,p分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； c承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值： s,p,c分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数； 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=2.513m； Ap桩端面积,取Ap=0.50m2； 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 6.27 20 875 粘性土2 2.08 25 875 粘性土3 5.74 50 1900 粉土或砂土4 3.18 45 1950 粉土或砂土由于桩的入土深度为15m,所以桩端是在第4层土层。最大压力验算:R=2.51(6.2720.8+2.0825.8+5.74501.2+.910000000000001451.2)/1.67+1.301950.000.50/1.67+0.00656.25/1.65=1568.85kN上式计算的1.2R的值大于最大压力1286.16kN,所以满足要求!八.桩抗拔承载力验算桩抗拔承载力验算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.7条桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 Uk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得: Ugk=12.8(6.2720.7+2.0825.7+5.7450.75+.91000000000000145.75)/4=1184.46kN Ggp=12.81522/4=1056.00kN Uk=2.51(6.2720.7+2.0825.7+5.7450.75+.91000000000000145.75)=930.27kN Gp=2.511525=942.48kN由于: 1184.46/1.67+1056.00=170.94 满足要求!由于: 930.27/1.67+942.48=170.937854785478 满足要求!九.桩式基础格构柱计算依据钢结构设计规范(GB50017-2003)。1. 格构柱截面的力学特性： 格构柱的截面尺寸为0.460.46m； 主肢选用:16号角钢bdr=1601616mm； 缀板选用(mm):0.360.36 主肢的截面力学参数为 A0=49.07cm2，Z0=4.55cm，Ix0=1175.08cm4，Iy0=1175.08cm4； 格构柱截面示意图 格构柱的y-y轴截面总惯性矩： 格构柱的x-x轴截面总惯性矩： 经过计算得到： Ix=41175.08+49.07(46/2-4.55)2=71510.44cm4； Iy=41175.08+49.07(46/2-4.55)2=71510.44cm4；2. 格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式： 其中 H 格构柱的总高度，取10.70m； I 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=71510.44cm4，Iy=71510.44cm4； A0 一个主肢的截面面积，取49.07cm2。经过计算得到x=56.06,y=56.06。格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式: 其中 b 缀板厚度，取 b=0.36m。 h 缀板长度，取 h=0.12m。 a1 格构架截面长，取 a1=0.46m。经过计算得 i1=(0.362+0.122)/48+50.462/80.5=0.37m。 1=10.70/0.37=29.09。换算长细比计算公式： 经过计算得到kx=63.16,ky=63.16。3. 格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式： 其中 N 轴心压力的计算值(kN)；取 N=1286.16kN； A 格构柱横截面的毛截面面积，取449.07cm2； 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；根据换算长细比 0x=63.16,0y=63.16,查钢结构设计规范得到x=0.79,y=0.79。经过计算得到 X方向的强度值为82.9N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! Y方向的强度值为82.9N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! 5.2钢平台计算一、塔机基础荷载二、钢平台受力及强度计算a.塔机大臂与设备梁成90时设备梁受力分析b.设备钢梁受力计算（塔机回转a、b梁受力交替变化，只计算b梁即可）梁支座反力：R=M/2*1 .42+Fv/4=1766/2.84+548.7/4=759KN设备梁最大弯矩：Mmax=R*0.49=759*0.49=371.91KN.Mc.塔机大臂与设备梁成45时设备梁受力分析d.设备钢梁受力计算（塔机回转a、b梁受力交替变化，只计算b梁即可）R=（Fv/4*0.49）+(M/1.42*1.414+Fv/4)*1.91)/2.4=(67.22+11941.9)/2.4=837.13KNMmax=R*0.49=410.2KN.M(二)设备梁验算根据设备梁受力分析和计算，将在起重臂与设备梁成45时，梁受力弯矩和剪力最大所以只验算设备梁在塔机45工况下受力a.b梁受力工况（在塔机自重和弯矩作用下）及验算b.b梁受力工况（在塔机剪力作用下）及验算抗弯许用应力=170N/mm2Mx=410.2 KN.Mx=Mx/Wx= =122.8 N/mm2=170N/mm2My=Fh/4*0.49=18.775*0.49=9.2KN.My= My/Wy= 8.21N/mm2=170N/mm2抗剪许用应力=93.1 N/ mm 2=QS/I=（837130*21）/（403000*13） =3.36N/ mm2=93.1 N/ mm2折算应力=x2+y2+32=16589.44+67.4+33.89=129.19N/mm2=170N/mm2三、塔机设备梁与钢格构柱连接焊缝计算根据塔机基础受