塔吊格构式基础3计算书600桩课案

1、塔吊格构式基础3 （勘探点JN21）计算书基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QTZ63塔吊自重Gt: 450.8kN ；最大起重荷载Q: 60kN;塔吊起升高度H: 40m塔身宽度B： 1.8m ；2、格构柱基本参数（品茗软件计算参数）格构柱计算长度Io : 3m格构柱缀件节间长度a仁0.5m；格构柱基础缀件节间长度a2: 3m格构柱截面宽度b仁0.45m；标准节长度b: 2.5m；塔吊地脚螺栓性能等级：高强8.8级；塔吊地脚螺栓的直径d: 36mm塔吊地脚螺栓数目n： 16个;格构柱缀件类型：缀板；格构柱分肢材料类型：L75x10 ；格构柱钢板缀件参数：宽200mm厚12mm格构柱基础缀件材

2、料类型：L50x6 ；砼灌注桩（替代格构柱）基本参数（施工技术参数）采用灌注桩代替钢构件格构柱，灌注桩如下参数能满足钢格构柱设计要求：灌注桩直径：0.6m,超出地面高度lo : 3.0m；桩身上部2/3配筋16 18,下部1/3配筋818， 18200加强筋，815螺旋箍；桩顶主筋锚入塔吊承台基础锚固长度； 灌注桩之间,承台向下2000设置250X 400构造拉结梁，配筋3 16； 3 16； 815箍筋；3、基础参数桩中心距a： 2.8m；桩直径d: 0.6m；桩入土深度l : 19m桩型与工艺：泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩;桩混凝土等级：C30桩钢筋型号：HRB335桩钢筋直径：18mm承台宽

3、度Be： 4m；承台厚度h:1m承台混凝土等级为：C35;承台钢筋等级：HRB335承台钢筋直径：20；承台保护层厚度：50mm；承台箍筋间距：250mm4、塔吊计算状态参数地面粗糙类别：B类 田野乡村；主弦杆材料：圆钢；非工作状态：所处城市：江苏南京市，额定起重力矩Me 630kN m塔吊倾覆力矩M 1171.16kN m工作状态： 所处城市：江苏南京市，额定起重力矩Me 630kN m塔吊倾覆力矩M 939.9kN m非工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1 、塔吊竖向力计算风荷载高度变化系数： 1.56 ； 主弦杆宽度 c： 127mm；基本风压30： 0.4 kN/m 2;基础所受水平力

4、 P： 30kN；基本风压 30： 0.4 kN/m 2，基础所受水平力 P： 30kN；承台自重：Gc=25X BcX BcX h=25X 4.00 X 4.00 X 1.00=400.00kN ; 作用在基础上的垂直力： Fk=Gt+Gc=450.80+400.00=850.80kN；2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值MUx=1171.16kN m3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： = (3B+2b+(4B+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.42水平力：Vk=3X BX HX +P=0.40X 1.80 X 40.00 X 0.42+30.00=42.02kN4、每根格构柱的受力计算塔吊审台

5、作用于承台顶面的作用力:Fk=850.80kN;. Vn加 站I I飙丨Mkmax=1171 16kN m；Vk=42.02kN;图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mma最不利方向进行验算。(1)、桩顶竖向力的计算2Nk=(Fk+G)/n MckXi/ 工 x式中：n 单桩个数，n=4；Fk作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；Gk桩基承台的自重标准值；M xk 承台底面的弯矩标准值；x单桩相对承台中心轴的X 方向距离；Nik 单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：2max=Fk/4+(MkmaxX aX 2.5)/(2 X (a X 2-05) 2)=850

6、.80/4+(1171.16 X 2.80 X 2-0.5)/(2 X (2.80 X 2-05) 2)=508.46kN ；最小压力：Nmin=F/4-(M kmaxX aX 2_0.5)/(2 X (a X 2-0.5)2)=850.80/4-(1171.16 X 2.80 X _0 5-0 5 22 )/(2 X (2.80 X 2)2)=-83.06kN ；需要验算桩基础抗拔力。(2)、桩顶剪力的计算V0=1.2V4=1.2 X 42.02/4=12.60kN ;二、塔吊与承台连接的螺栓验算1 、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：N,b=nv ndfvb/4=1 X.14 X6.002X2

7、50/4=254.47kN;M=1.2Vk/n=1.2 X 42.02/16=3.15kN254.47kN ;螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算n 1 X Nt = N min其中：ni 塔吊每一个角上螺栓的数量，n 1= n/4 ;Nt每一颗螺栓所受的力；Nb= nde2ftb/4=3.14 32.252 X400/4=326.69kN;Nt=1.2Nkmin/n1=1.2X83.06/4.00=24.92kN326.69kN ;螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 N/ n db其中N锚固力，即作用于螺栓的轴向拉力，N

8、=24.92kN;d楼板螺栓的直径， d=36mm;fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，f b=1.57N/mm2;h楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h 24.92 X 103/(3.14 X36.00X1.57)=140.34mm；构造要求：h 792.00mm;螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于 792.00mm。3、承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)第7.2条受弯构件承载力计算。2a = M/( acbh。)S = 11-2os)1/2Y= 1- S2A s = M/( Yhfy)式中：d 系数，当混凝土强度不超过C5时，a1取为1.0,

9、当混凝土强度等级为C80寸，a1 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16.70N/mm；ho承台的计算高度 ho=1000.00-50.00=950.00mm;fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm；经过计算得：os=490.16 X06/(1.000 1X.700 X.000 X03X；950.000)2)=0.008;E =1(1-2 区008).5=0.008;Y=1-0.008/2=0.996;Asx =Asy=490.16 106/(0.996950.000 300)=1726.891mm2;由于最小配筋率为 0 . 1 5%,所以最

10、小配筋面积为 :1000 4000 0.15%=6000m2m;建议配筋值：HRB33钢筋，20195承台底面单向根数20根。实际配筋值6284ml2。4、承台斜截面抗剪切计算 依据建筑桩技术规范 (JGJ94-2008) 的第 5.9.10 条。桩对矩形承台的最大剪切力为V=610.16kN。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：V Wfhis atboho其中，bo承台计算截面处的计算宽度，bo=4OOO.OOmm入计算截面的剪跨比，入=a/h 此处，a=(28OO.OO-18OO.OO)/2=5OO.OOmm ,当 入时,取入=3得入=O.53佑s受剪切承载力截面高

11、度影响系数，当hv8OOm时，取hO=8OOmmhO2OOOmm时，取h=2OOOmm其间按内插法取值，亦=(8OO/95O)1/4=O.958;a承台剪切系数，a =1.75/(O.526+1)=1.147ho承台计算截面处的计算高度，ho=1OOO.OO-5O.OO=95O.OOmm;61O.16kN 0.96 X 1.147 X 1.57 X 4000X 950/1000=6552.67kN ;经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！四、单肢格构柱截面验算1 、格构柱力学参数L75x1O 24A =14.13cm格构柱平面内整体强度3222Nmax/An1=61O.16X1O3/(5

12、6.52 X1O2)=1O7.95N/mm2f=3OON/mm2； 格构柱平面内整体强度满足要求 。 i =2.26cm I =71.98cmLOx1=l o=3.OOm； z O =2.22cm每个格构柱由4根角钢L75x10组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+AX(b1/2zO)2 X4=71.98+14.13 X(45.OO/2-2.22)2X4=23533.38cm4；2An1=AX4=14.13X4=56.52cm2；3W1=Ix1/(b 1/2-z O)=23533.38/(45.OO/2-2.22)=116O.42cm格构柱整体稳定性验算；O.5O.5i x1=(I x1/An

13、1) O.5=(23533.38/56.52)O.5=2O.41cm；2 2Ad=LoxiXlO2/ixi=3.OO X02/20.41=14.70;单肢缀板节间长度：ai=0.50m；Li/iv=50.00/1.46=34.25;冰1=(加2+ Xi2)0.5=(14.702+34.252)0.5=37.27;查表：骸=0.91;3 2 2 2NUx/( CxA)=610.16 103/(0.91 56.52 102)=118.77N/mm2f=300N/mm2;格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算Amax= 0x1=37.27入=15满足；单肢计算长度：I 01=a1=50.00cm；单

14、肢回转半径：i 1=2.26cm;单肢长细比：入=lo1/i1=50/2.26=22.12W)=1020.96 10/(226.08 W )+1639.62 W/(1.0 27365.54 10 )=105.02 27N/mm f=300N/mm ;格构式基础平面内稳定满足要求。3、格构柱基础整体稳定性验算Lx2=I o=3.00m；2?X2=L0x2/ix2=3.00 为02/119.26=2.52;2An2=226.08cm ;Ady2=2X 5.69=11.38cm2;?0x2=(入22+40 WAn2/Ady2)0.5=(2.522+40X226.08/11.38)0.5=28.30;

15、 查表：&=0.94; 2 2N EX = n EAn2/1.1 bx2Nex=52168.93N;1.2N/(&A) + 1.4 師xMx/(Wix(1-1.2 &N/Nex) f1.2N/( &A)+1.4 旳xMx/(Wix(1-1.2&N/NEx)=44.51N/mm2w f=300N/mnn;格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算Amax= A0x2=28.30入=15满足；单肢计算长度：102=a2=300.00cm；单肢回转半径：ix1=20.41cm；单肢长细比：冶l02/ix1=300/20.41=14.728.3=19.81因截面无削弱，不必验算截面强度。刚度满足要求。

16、采用灌注桩代替钢格构柱，桩径600,砼C30,桩身上部2/3配筋1618,下部1/3配筋84 2318,182000卩强筋，815螺旋箍；Ix1=39740.63cm ; Am=2826cm； W=2649.4cm ;i x1=30cm能满足钢格构柱设计要求，不再计算。六、桩竖向极限承载力验算单桩竖向承载力标准值按下面的公式计算:Q uk=Qk+Qk = U 刀 qsikl i+qpkApu 桩身的周长，u=1.885m；Ap桩端面积，Ap=0.283nf;各土层厚度及阻力标准值如下表序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)土名称11.5044.00500.003-1粉

17、质粘土212.5032.00500.003-2粉质粘土34.6045.00600.003-3粉质粘土40.9040.00550.004粉质粘土混砾石520.0050.00950.005强风化泥质粉砂层由于桩的入土深度为19.00m,所以桩端是在第4层土层。单桩竖向承载力验算：Q uk=1.885 X 689+950X 0.283=1567.341kN ; 单桩竖向承载力特征值：R=R= Quk/2=1567.341/2=783.67kN ;Nk=508.463kN 1.2R=1.2 X 783.67=940.404kN ;桩基竖向承载力满足要求！七、抗拔桩基承载力验算群桩呈非整体破坏时，桩基的

18、抗拔极限承载力标准值：Tuk=2 iiqsikui li=968.302kN;其中：T uk-桩基抗拔极限承载力标准值；u i破坏表面周长，取u=n d=188m;qsik-桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；入抗拔系数，砂土取0.500.70，粘性土、粉土取0.700.80，桩长l与桩径d 之比小于20时，2取小值；l i-第i层土层的厚度。群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tgk= ( ui 艺 iqsikli) /4=1746.58kN ;ui桩群外围周长，ui=4X( 2.8+0.6 ) =13.6m；经过计算得到：TLk=2 iqsikUil尸 968.30kN;桩基

19、抗拔承载力公式：N 83.063kN ；Tu2+Gp=968.302/2+134.303=618.454kN 83.063kN ；桩抗拔满足要求。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算按照构造要求配筋。As=n2/4 %.65%=3.14 g0(f/4 %.65%=1838mm22、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求，只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算经过计算得到桩抗拔满足要求，只需构造配筋！建议配筋值：HRB33钢筋，8 18。实际配筋值2036 mnl依据建筑桩基设计规范(JGJ94-2008)，箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm间距宜为200300mm受水平荷载较大的桩基、

20、承 受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时， 桩顶以下5d范围内箍筋应加 密；间距不应大于100mm当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密； 当考虑箍筋受力作用时， 箍筋配置应符合现行国家标准混凝土结构设计规范 GB50010勺有关规定；当钢筋笼长度超 过4ni时，应每隔2m设一道直径不小于12mr1的焊接加劲箍筋。为保证高桩桩身侧向抗剪切强度，灌注桩直径：0.6m,超出地面高度lo : 3.0m;桩身上部配筋16 18,下部配筋8 18，182000卩强筋，815螺旋箍；工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：G=25X BcX BcX h=25X 4.

21、00 X 4.00 X 1.00=400.00kN ;作用在基础上的垂直力：Fk=Gt+Gc+Q=450.80+400.00+60.00=910.80kN;2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值Mmax=939.90kN m3、塔吊水平力计算挡风系数计算： = (3B+2b+(4B+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.42水平力：Vk=wX BX HX +P=0.40X 1.80 X 40.00 X 0.42+30.00=42.02kN4、每根格构柱的受力计算塔吊祗台LILfflr作用于承台顶面的作用力:/ 濯注罐L0承舗工减團Fk=910.80kN;Mkmax=939.90kN mVk=42.02k

22、N;图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mma最不利方向进行验算。(1)、桩顶竖向力的计算Nk=(F+G)/n 土硼 2j2;式中：n 单桩个数，n=4；F 作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；G 桩基承台的自重标准值；My承台底面的弯矩标准值；yj 单桩相对承台中心轴的Y方向距离；Nik 单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=Fk/4+(MkmaxX aX 2.5)/(2 X (a X 2-0.5) 2)=910.80/4+(939.90 X 2.80 X 2-0.5)/(2 X (2.80 X 2-0.5) 2)=465.06kN ;最小压力：

23、 Nkmin=Fk/4-(M kmaxXaX2-0.5)/(2 X (a X 2-0.5)2)=910.80/4-(939.90 X2.80X 2-0.5)/(2 X (2.80 X 2-0.5)2)=-9.66kN ；需要验算桩基础抗拔力。 (2)、桩顶剪力的计算V0=1.2V/4=1.2 X42.02/4=12.60kN ；二、塔吊与承台连接的螺栓验算1 、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力：N,b=nv ndfvb/4=1 X.14 X6.002X250/4=254.47kN;M=1.2Vk/n=1.2 X 42.02/16=3.15kN254.47kN ; 螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗

24、拉验算n 1 X Nt = N min其中：n1 塔吊每一个角上螺栓的数量，n 1= n/4 ;Nt每一颗螺栓所受的力；1_OHqNt =ndeft /4=3.14 32.25 X400/4=326.69kN； Nt=1.2Nkmin/n1=1.2X9.66/4.00=2.90kN326.69kN ； 螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算(N v/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 N/ n db其中 N 锚固力，即作用于螺栓的轴向拉力，N=2.90kN；d 楼板螺栓的直径， d=36mm；fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度， f b=1.57N/mm2；h 楼板螺

25、栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h 2.90 X 103/(3.14 X36.00X 1.57)=16.32mm；构造要求：h 792.00mm螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于 792.00mm。3、承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)第7.2条受弯构件承载力计算。2a = M/( dfcbho )1/23 = 11-2 as)Y= 1-32A s = M/( Yhofy)式中：a 系数，当混凝土强度不超过C5时，ai取为1.0,当混凝土强度等级为C80寸，ai 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16.70

26、N/mm；h o承台的计算高度 ho=1000.00-50.00=950.00mm；fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm；经过计算得：a=438.07 W6/(1.000 18.700 4.000 沐03X(950.000)2)=0.007;E =1(1-2 区007).5=0.007;Y=1-0.007/2=0.996;Asx =Asy=438.07 106/(0.996950.000 300)=1542.723mm2；由于最小配筋率为 0 . 1 5%,所以最小配筋面积为 :1000 4000 0.15%=6000m2m；建议配筋值：HRB33钢筋，20195承台底面单向根数20根

27、。实际配筋值6284mnr4、承台斜截面抗剪切计算 依据建筑桩技术规范 (JGJ94-2008) 的第5.9.10 条。桩对矩形承台的最大剪切力为V=558.07kN。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：V Wfhis oftb0h0其中，b0承台计算截面处的计算宽度，b0=4000.00mm入计算截面的剪跨比，入=a/h 此处，a=(2800.00-1800.00)/2=500.00mm，当 入时,取入=3得入=0.53咖受剪切承载力截面高度影响系数， 当h02000mm时，取h0=2000mm其间按内插法取值，亦=(800/950)1/4=0.958;a承台剪切系数

28、，a =1.75/(0.526+1)=1.147h o承台计算截面处的计算高度，ho=1000.00-50.00=950.00mm;558.07kN 0.96 8 1.147 8 1.57 8 4000X 950/1000=6552.67kN ;经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L75x1024A =14.13cm2i =2.26cm I =71.98cm 4 z 0 =2.22cm每个格构柱由4根角钢L75x10组成，格构柱力学参数如下：Ixi=|+A X( bi/2 zo) 2 X 4=71.98+14.13 X (45.00/2-2.22

29、)2 X 4=23533.38cmf;2Ani=AX 4=i4.i3X 4=56.52cm2;Wi=| xi/(b i/2-z 0)=23533.38/(45.00/2-2.22)=ii60.42cm3;i xi=(| xi/Ani)0.5=(23533.38/56.52) 0.5=20.4icm;2、格构柱平面内整体强度Nmax/Ani=558.07X i03/(56.52 X i02)=98.74N/mm2f=300N/mm2;格构柱平面内整体强度满足要求 。3、格构柱整体稳定性验算L0xi=l o=3.00m;222x1=L0x1X102/ix1=3.00 X02/20.41=14.70

30、;单肢缀板节间长度： ai=0.50m;治L1/iv=50.00/1.46=34.25;?0x1=(加2+ X12)0.5=(14.702+34.252)0.5=37.27;查表：骸=0.91;3222NUx/( CxA)=558.07 10 /(0.91 56.52 10 )=108.63N/mm f=300N/mm ;格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算Amax= A0x1=37.27入=15满足；单肢计算长度： l 01=a1=50.00cm;单肢回转半径： i 1=2.26cm;单肢长细比：冶lo1/i1=50/2.26=22.120.7 max=0.7 37.27=26.09;因截

31、面无削弱，不必验算截面强度。分肢稳定满足要求。采用灌注桩代替钢格构柱，桩径600,砼C30,桩身上部2/3配筋1618,下部1/3配筋818,182000卩强筋，815螺旋箍；lxi=39740.63cm4; Ani=2826cnn； W=2649.4cm3;i xi=30cm能满足钢格构柱设计要求，不再计算。五、整体格构柱基础验算1、格构柱基础力学参数单肢格构柱力学参数：42I x1=23533.38cm A n1=56.52cmW=1160.42cm3ix1=20.41cm格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数：I xn=l X1+A1X (bnX 10n/2-b 1X

32、10n/2) 2 X 4=23533.38+56.52 X (2.80 X 10n/2-0.45 X224102/2) 2 X 4=3215450.50cmf;2An2=An1 X 4=56.52 X 4=226.08cm2;223W=I x2/(b 2/2-b 1/2)=3215450.50/(2.80 X 102/2-0.45 X 102/2)=27365.54cm 3;1 x2=(I X2/An2)0.5=(3215450.50/226.08) 0.5=119.26cm；2、格构柱基础平面内整体强度1.2N/An+1.4Mx/( y XW)=1092.96 X03/(226.08 1X2

33、)+1315.86 X06/(1.0 2X365.54 X03)=96.432 2N/mm vf=300N/mm格构式基础平面内稳定满足要求。3、格构柱基础整体稳定性验算Lx2=I o=3.00m；22x2=L0x2/ix2=3.00 X10/119.26=2.52;2An2=226.08cm ;2Ady2=2X 5.69=11.38cm ;20 520 5?0x2=( 2x2 +40朋n2/Ady2). =(2.52 +40 X226.08/11.38). =28.30;查表：&=0.94; 2 2N EX = nEAn2/1.1 Xx2Nex=52168.93N;1.2N/(&A) + 1

34、.4 旳xMx/(Wix(1-1.2(|xN/Nex) f1.2N/( XA)+1.4 旳xMx/(Wix(1-1.2 XxN/N Ex)=48.76N/mm2w f=300N/mnn;格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算Amax= Aox2=28.3O入=15满足；单肢计算长度：I o2=a2=3OO.OOcm；单肢回转半径：ixi=20.41cm；单肢长细比： 冶lo2/ixi=3OO/2O.41=14.7O.7 maX=0.7 忽8.3=19.81因截面无削弱，不必验算截面强度。刚度满足要求。采用灌注桩代替钢格构柱，桩径600,砼C30,桩身上部2/3配筋16 18,下部1/3配筋818,182000卩强筋，815螺旋箍；lxi=39740.63cm4; Ani=2826cnn； W=2649.4cm3;i x1=30cm能满足钢格构柱设计要求，不再计算。六、桩竖向极限承载力验算单桩竖向