塔吊四桩基础的计算书TC7020

1、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承台箍筋问距:S=200mm承台钢筋级别：HPB400承台顶面埋深:D=

2、0.0m桩直径:d=0.5m桩问距: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:O O300I m I二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值F k1=1260kN2) 基础以及覆土自重标准值G k=4.5 X 4.5 X 1.60 X 25=810kN3) 起重荷载标准值F qk=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)2W k=0.8 X 1.59 X 1.95 X 1.2 X 0.2=0.60kN/m 2q sk=1.2 X 0.

3、60 X 0.35 X 2=0.50kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk=qsk X H=0.50X 46.50=23.25kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5Fvk X H=0.5X 23.25 X 46.50=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)2W k=0.8 X 1.62 X 1.95 X 1.2 X 0.35=1.06kN/m 2q sk=1.2 X 1.06 X 0.35 X 2.00=0.89kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk

4、=qsk X H=0.89X 46.50=41.46kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5Fvk X H=0.5 X 41.46 X 46.50=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M k=1639+0.9 X (1400+540.62)=3385.55kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值M k=1639+963.93=2602.93kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下：Q k=(F k+G<)/n=(1260+810.00)/4=517.50kNQ kma>r(Fk+Gk)/n+(M k+Fvk x h)/L=

5、(1260+810)/4+Abs(2602.93+41.46 X 1.60)/4.95=1056.85kNQ kmin=(Fk+%Flk)/n-(M k+Fvkx h)/L =(1260+810-0)/4-Abs(2602.93+41.46 X 1.60)/4.95=-21.85kN工作状态下：Q k=(Fk+G<+Fqk)/n=(1260+810.00+160)/4=557.50kNQ kma)r(Fk+Gk+Fqk)/n+(M k+Fvk 乂 h)/L =(1260+810+160)/4+Abs(3385.55+23.25 X 1.60)/4.95=1249.11kNQ kmin=(

6、Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(M k+Fvk X h)/L =(1260+810+160-0)/4-Abs(3385.55+23.25 X 1.60)/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 X (Fk+Fqk)/n+1.35 X (Mk+Fk X h)/L=1.35 X (1260+160)/4+1.35 X (3385.55+23.25 X 1.60)/4.95=1412.92kN最大拔力 Ni =1.35 X (Fk+Fqk)/n-1.35 X (Mk+Fk X h)/L=

7、1.35 X (1260+160)/4-1.35 X (3385.55+23.25 X 1.60)/4.95=-454.42kN 非工作状态下：最大压力 Ni =1.35 X Fk/n+1.35 X (Mk+Fvk X h)/L=1.35 X 1260/4+1.35 X (2602.93+41.46 X 1.60)/4.95=1153.38kN最大拔力 Ni =1.35 X Fk/n-1.35 X (Mk+Fvk X h)/L=1.35 X 1260/4-1.35 X (2602.93+41.46 X 1.60)/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

8、第 6.4.2条虬二£ 虬 y：其中Mx,My1计算截面处X而向的弯矩设计值(kN.m);x i ,y i 单桩相对承台中心轴的 X而向距离(m);N i不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。由丁工作状态下，承台正弯矩最大：M x=M(=2X 1412.92 X 0.75=2119.38kN.m承台最大负弯矩：M x=M(=2X -454.42 X 0.75=-681.63kN.m3. 配筋计算根据混凝土结构设计规范GB50010-2010!6.2.10条M I. ML 云打两号 7 =i-g J " r A4式中a 1系数，当混凝土强度不超过 C5CM,

9、 a 1取为1.0,当混凝土强度等级为C8CM, a 1取为0.94,期间按线性内插法确定；fc一混凝土抗压强度设计值；ch0承台的计算高度；fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mrmo底部配筋计算：a s=2119.38 X 106/(1.000 X 16.700 X 4500.000 X 15502)=0.0117t =1-(1-2 X 0.0117) 0.5 =0.0118T s=1-0.0118/2=0.9941A s=2119.38 X 106/(0.9941 X 1550.0 X 360.0)=3820.7mm2推荐参考配筋方案为：钢筋直径为20mm钢筋问距为200mm配筋面积

10、为7069mm2顶部配筋计算：a s=681.63 X 106/(1.000 X 16.700 X 4500.000 X 15502)=0.0038E =1-(1-2 X 0.0038) 0.5 =0.0038T s=1-0.0038/2=0.9981A s=681.63 X 106/(0.9981 X 1550.0 X 210.0)=2098.1mm2实际配筋面积大丁计算需要配筋面积，满足要求！五. 承台剪切计算最大剪力设计值：V max=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：1jA +

11、 1S式中入 计算截面的剪跨比，入=1.500f t混凝土轴心抗拉强度设计值，f t=1.570N/mn2;b 承台的计算宽度，b=4500mmh 0承台计算截面处的计算高度，h0=1550mmf y钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm；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丁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=1.35

12、 X 1249.11=1686.29kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：N < 平其中中c基桩成桩工艺系数，取0.85f c混凝土轴心抗压强度设计值，f c=35.9N/mn2;2A ps桩身截面面积，A3s=196350mrfi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=1.35 X Ckmin=-181.04kN经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=670.529mrno由丁桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为393mm综上所述，全部纵向钢筋面积671mm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

13、 As0 = 3.14 X 222/4 X 15=5702mr2实际配筋面积大丁计算需要配筋面积，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，Ck=557.50kN;偏心竖向力作用下，Ckma)=1249.11kN桩基竖向承载力必须满足以下两式：有&.|单桩竖向承载力特征值按下式计算：5 吃* +W-其中Ra单桩竖向承载力特征值；q sik 第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值;q pa桩端端阻力特征值，按下表取值；u 桩身的周长，u=1.57m；A p桩端面积，取Ap=0.20m2

14、;l i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)丁与土层厚度(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414.8301200粘性土5F 5.8160粘性土63322200粘性土由丁桩的入土深度为30m,所以桩端是在第6层土层 最大压力验算：R a=1.57 X (9 X 11+5.5 X 20+3X 16+4.8 X 30+5.8 X 16+1.9 X 32)+2200 X 0.20=1303.13kN由丁 ： R a = 1303.13 > Qk = 557.50,最大压力验算满足要求！由丁 ： 1.2R a = 1563.76 > Q kmax= 1249.11,最大压力验算两足要求！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， Rmin =-134.11kN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