四桩承台基础计算书.docx

安全设施计算软件(2012) PKPM软件出品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:QTZ63塔机自重标准值:Fk1=520.00kN起重荷载标准值:Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:M=800kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=-1722kN.m塔吊计算高度:H=42m塔身宽度:B=1.8m桩身混凝土等级:C40承台混凝土等级:C30保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=4m承台厚度:Hc=1.2m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0.0m方桩边长:d=0.4m桩间距:a=2.8m桩钢筋级别:HRB400桩入土深度:8.2m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=520kN2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=441.2025=480kN 承台受浮力：Flk=441.2010=192kN3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN2. 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) =0.81.481.951.6660.2=0.77kN/m2 =1.20.770.351.8=0.58kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.5842.00=24.43kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.524.4342.00=512.96kN.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=1.25kN/m2) =0.81.61.951.6661.25=5.20kN/m2 =1.25.200.351.80=3.93kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=3.9342.00=165.04kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.5165.0442.00=3465.93kN.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=-1722+0.9(800+512.96)=-540.34kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-1722+3465.93=1743.93kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(520+480.00)/4=250.00kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(520+480)/4+(1743.93+165.041.20)/3.96=740.50kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(520+480-192)/4-(1743.93+165.041.20)/3.96=-288.50kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(520+480.00+60)/4=265.00kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(520+480+60)/4+(-540.34+24.431.20)/3.96=135.93kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(520+480+60-192)/4-(-540.34+24.431.20)/3.96=346.07kN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(520+60)/4+1.35(-540.34+24.431.20)/3.96=21.50kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35520/4+1.35(1743.93+165.041.20)/3.96=837.67kN最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35520/4-1.35(1743.93+165.041.20)/3.96=-486.67kN2. 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=2837.670.50=837.67kN.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=837.67106/(1.00014.3004000.00011502)=0.0111 =1-(1-20.0111)0.5=0.0111 s=1-0.0111/2=0.9944 As=837.67106/(0.99441150.0360.0)=2034.7mm2顶部配筋计算: s=486.67106/(1.00014.3004000.00011502)=0.0064 =1-(1-20.0064)0.5=0.0065 s=1-0.0065/2=0.9944 As=486.67106/(0.99681150.0360.0)=1179.3mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=837.67kN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=1.430N/mm2； b承台的计算宽度，b=4000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1150mm； 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=1.35740.50=999.67kN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=19.1N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=160000mm2。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=-389.47kN经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=1081.872mm2。由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为320mm2综上所述，全部纵向钢筋面积1082mm2八. 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=265.00kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=740.50kN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=1.60m； Ap桩端面积,取Ap=0.16m2； 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12.6250粉土或砂土21.8354000粘性土32.1550粉土或砂土41.7354000粘性土由于桩的入土深度为8.2m,所以桩端是在第4层土层。最大压力验算: Ra=1.60(2.625+1.835+2.155+1.735)+40000.16=1124.80kN由于: Ra = 1124.80 Qk = 265.00,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra = 1349.76 Qkmax = 740.50,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，Qkmi