塔吊四桩基础的计算书(TC7020).docx

安全设施计算软件(2015) PKPM软件出品(TC7020)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:TC7035降效为TC7020塔机自重标准值:Fk1=1260.00kN起重荷载标准值:Fqk=160kN塔吊最大起重力矩:M=1400kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=-1639kN.m塔吊计算高度:H=46.5m塔身宽度:B=2m桩身混凝土等级:C80承台混凝土等级:C35保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=4.5m承台厚度:Hc=1.6m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HPB400承台顶面埋深:D=0.0m桩直径:d=0.5m桩间距:a=3.5m桩钢筋级别:HPB300桩入土深度:30m桩型与工艺:预制桩计算简图如下： 二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值 Fk1=1260kN2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=4.54.51.6025=810kN3) 起重荷载标准值 Fqk=160kN2. 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) Wk=0.81.591.951.20.2=0.60kN/m2 qsk=1.20.600.352=0.50kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.5046.50=23.25kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.523.2546.50=540.62kN.m2) 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) Wk=0.81.621.951.20.35=1.06kN/m2 qsk=1.21.060.352.00=0.89kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.8946.50=41.46kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.541.4646.50=963.93kN.m3. 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=1639+0.9(1400+540.62)=3385.55kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1639+963.93=2602.93kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(1260+810.00)/4=517.50kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(1260+810)/4+Abs(2602.93+41.461.60)/4.95=1056.85kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(1260+810-0)/4-Abs(2602.93+41.461.60)/4.95=-21.85kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(1260+810.00+160)/4=557.50kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(1260+810+160)/4+Abs(3385.55+23.251.60)/4.95=1249.11kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(1260+810+160-0)/4-Abs(3385.55+23.251.60)/4.95=-134.11kN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(1260+160)/4+1.35(3385.55+23.251.60)/4.95=1412.92kN最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(1260+160)/4-1.35(3385.55+23.251.60)/4.95=-454.42kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.351260/4+1.35(2602.93+41.461.60)/4.95=1153.38kN最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.351260/4-1.35(2602.93+41.461.60)/4.95=-302.88kN2. 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(kN)。由于工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=21412.920.75=2119.38kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2-454.420.75=-681.63kN.m3. 配筋计算根据混凝土结构设计规范GB50010-2010第6.2.10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=2119.38106/(1.00016.7004500.00015502)=0.0117 =1-(1-20.0117)0.5=0.0118 s=1-0.0118/2=0.9941 As=2119.38106/(0.99411550.0360.0)=3820.7mm2推荐参考配筋方案为：钢筋直径为20mm，钢筋间距为200mm，配筋面积为7069mm2顶部配筋计算: s=681.63106/(1.00016.7004500.00015502)=0.0038 =1-(1-20.0038)0.5=0.0038 s=1-0.0038/2=0.9981 As=681.63106/(0.99811550.0210.0)=2098.1mm2实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=1412.92kN依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)的第6.3.4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=4500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1550mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210N/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=1.351249.11=1686.29kN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=35.9N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=196350mm2。桩身受拉计算，依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008 第5.8.7条 受拉承载力计算，最大拉力 N=1.35Qkmin=-181.04kN经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=670.529mm2。由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为393mm2综上所述，全部纵向钢筋面积671mm2实际选用钢筋为：钢筋直径22mm，钢筋根数为15桩实际配筋面积为As0 = 3.14222/4 15=5702mm2实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!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=557.50kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=1249.11kN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=1.57m； Ap桩端面积,取Ap=0.20m2； 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)侧阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kPa)土名称19110粘性土25.5200粘性土33160粘性土44.8301200粘性土55.8160粘性土63322200粘性土由于桩的入土深度为30m,所以桩端是在第6层土层。最大压力验算: Ra=1.57(911+5.520+316+4.830+5.816+1.932)+22000.20=1303.13kN由于: Ra = 1303.13 Qk = 557.50,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra = 1563.76 Qkmax = 1249.11,最大压力验算满足要求!九. 桩的抗拔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6.3.5条偏心竖向力作用下，Qkmin=-134.11kN桩