塔吊基础受力计算.doc

三桩基础计算 一、塔吊的基本参数信息 塔吊型号:QTZ63， 塔吊起升高度H=101.00m， 塔吊倾覆力矩M=630.00kN.m， 混凝土强度等级:C35， 塔身宽度B=1.60m， 基础以上土的厚度D=1.50m， 自重F1=450.80kN， 基础承台厚度Hc=1.00m， 最大起重荷载F2=60.00kN， 基础承台宽度Lc=4.00m， 钢筋级别:II级钢， 桩直径或者方桩边长=0.60m， 桩间距a=2.50m， 承台箍筋间距S=200.00mm， 承台砼的保护层厚度=50.00mm。 二、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 塔吊自重（包括压重）F1=450.80kN， 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)=612.96kN， 塔吊的倾覆力矩M=1.4630.00=882.00kN.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(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条) 其中 n单桩个数，n=3； F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=612.96kN； G桩基承台的自重， G=1.2（251.732BcBcHc/4+201.732BcBcD/4)=457.26kN； Mx,My承台底面的弯矩设计值，取882.00(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=(612.96+457.26)/3+(882.002.501.732/3)/(2.501.732/3)2 +2(2.501.732/6)2=764.12kN。 2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.6.2.2条) 其中 Mx,My计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； x1,y1单桩相对承台计算轴的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=611.70。 经过计算得到弯矩设计值： Mx=(764.12-457.26/3)1.7322.50/3-1.60/2=393.55kN.m， 由于My小于Mx，为配筋方便，所以取My=Mx=393.55kN.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，l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,得1.00； fc混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2； ho承台的计算高度Hc-50.00=950.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； 经过计算得：s=393.55106/(1.0014.304000.00950.002)=0.008； =1-(1-20.008)0.5=0.008； s =1-0.008/2=0.996； Asx =Asy =393.55106/(0.996950.00300.00)=1386.19mm2。 五、矩形承台截面抗剪切计算 依据建筑桩技术规范(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=764.12kN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，o建筑桩基重要性系数，取1.00； bo承台计算截面处的计算宽度，bo=4000mm； ho承台计算截面处的计算高度，ho=950mm； 计算截面的剪跨比，x=ax/ho，y=ay/ho，此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处 至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=450.00mm， 当 3时,取=3， 满足0.3-3.0范围； 在0.3-3.0范围内按插值法取值。得=0.47； 剪切系数，当0.31.4时，=0.12/(+0.3)；当1.43.0时，=0.2/(+1.5)， 得=0.16； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 则，1.00764.12=7.64105N0.1614.304000950=8.43106N； 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=764.12kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中，o建筑桩基重要性系数，取1.00； 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=2.83105mm2。 则，1.00764118.82=7.64105N16.702.83105=4.72106N； 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 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=764.12kN； 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: s, p分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数， s, p分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数， 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=1.885m； Ap桩端面积,取Ap=0.283m2； 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 4.00 22.00 1350.00 粘性土 2 9.00 41.00 2500.00 粘性土 由于桩的入