QTZ80塔吊基础计算书

1号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: QTZ80 塔机自重标准值:Fk1=449.00kN 起重荷载标准值:Fqk=60.00kN 塔吊最大起重力矩:M=1039.00kN.m 塔吊计算高度: H=98m 塔身宽度: B=1.60m 非工作状态下塔身弯矩:M1=-1668kN.m 桩混凝土等级: C30 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 3.50m 承台厚度: Hc=1.250m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: HRB400 承台顶面埋深: D=0.000m 桩直径: d=800.000m 桩间距: a=2.500m 桩钢筋级别: HRB400 桩入土深度: 16.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩 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=449kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=3.53.51.2525=382.8125kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN 2. 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=-1668+0.9(1039+2294.71)=1332.34kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-1668+4097.15=2429.15kN.m三. 桩竖向力计算 非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(449+382.81)/4=207.95kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(449+382.8125)/4+(2429.15+83.621.25)/3.54=924.69kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(449+382.8125-0)/4-(2429.15+83.621.25)/3.54=-508.78kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(449+382.81+60)/4=222.95kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(449+382.8125+60)/4+(1332.34+46.831.25)/3.54=616.41kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(449+382.8125+60-0)/4-(1332.34+46.831.25)/3.54=-170.51kN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(449+60)/4+1.35(1332.34+46.831.25)/3.54=702.96kN 最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(449+60)/4-1.35(1332.34+46.831.25)/3.54=-359.38kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35449/4+1.35(2429.15+83.621.25)/3.54=1119.13kN 最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35449/4-1.35(2429.15+83.621.25)/3.54=-816.06kN 2. 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)。 由于非工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=21119.130.45=1007.22kN.m 承台最大负弯矩: Mx=My=2-816.060.45=-734.45kN.m 3. 配筋计算 根据混凝土结构设计规程GB50010-2002第7.2.1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=1007.22106/(1.00016.7003500.00012002)=0.0120 =1-(1-20.0120)0.5=0.0120 s=1-0.0120/2=0.9940 As=1007.22106/(0.99401200.0360.0)=2345.6mm2 顶部配筋计算: s=734.45106/(1.00016.7003500.00012002)=0.0087 =1-(1-20.0087)0.5=0.0088 s=1-0.0088/2=0.9940 As=734.45106/(0.99561200.0360.0)=1707.6mm2五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=1119.13kN 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)的第7.5.7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=3500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1200mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/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础技术规范(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=1.35924.69=1248.33kN 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0.75 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=0mm2。 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=-686.86kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=1907.942mm2。 由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积mm2八.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=222.95kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=924.69kN.m 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=2513.28m； Ap桩端面积,取Ap=.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: 土名称 序号 土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) -1粉质粘土 1 4.18 22 0 -2粉质粘土 2 3.6 25 0 粉砂 3 1.7 30 0 圆砾 4 10.2 55 2300 由于桩的入土深度为16m,所以桩端是在第4层土层。 最大压力验算: Ra=2513.28(4.1822+3.625+1.730+6.5255)+2300.20=.55kN 由于: Ra = .55 Qk = 222.95,所以满足要求! 由于: 1.2Ra = .26 Qkmax = 924.69,所以满足要求!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 偏向竖向力作用下，Qkmin=-508.78kN.m 桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式： 式中 Gp桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计； i抗拔系数； Ra=2513.28(0.7004.1822+0.7003.625+0.7501.730+0.5006.5255)=.801kN Gp=.200(1625-3.710)=.600kN 由于: .80+.60 = 508.78 满足要求!十.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:18号角钢bdr=1801616mm； 缀板选用(mm):0.010.40 主肢的截面力学参数为 A0=55.47cm2，Z0=5.05cm，Ix0=1700.99cm4，Iy0=1700.99cm4； 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=41700.99+55.47(46/2-5.05)2=78290.38cm4； Iy=41700.99+55.47(46/2-5.05)2=78290.38cm4； 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10.30m； I 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=78290.38cm4，Iy=78290.38cm4； A0 一个主肢的截面面积，取55.47cm2。 经过计算得到x=54.83,y=54.83。 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=0.01m。 h 缀板长度，取 h=0.40m。 a1 格构架截面长，取 a1=0.46m。 经过计算得 i1=(0.012+0.402)/48+50.462/80.5=0.37m。 1=10.30/0.37=27.97。 换算长细比计算公式： 经过计算得到kx=61.55,ky=61.55。 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=1.35Qkmax=1248.33kN； A 格构柱横截面的毛截面面积，取455.47cm2； 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=61.55,0y=61.55150 满足要求