QTZ63塔吊四桩基础的计算书

1、.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=454.00kN起重荷载标准值:Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:M=630.00kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=1552kN.m塔吊计算高度:H=75m塔身宽度:B=1.6m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=5.5m承台厚度:Hc=1.35m承台箍筋间距:S=150mm承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0m桩直径:d=0.5m桩间距:a=4.5m桩钢筋级别:HPB235桩入土深

2、度:24m桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.3m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=454kN2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=5.5×5.5×1.35×25=1020.9375kN 承台受浮力：Flk=5.5×5.5×5.35×10=1618.375kN3) 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) =0.8×1.59×1.95×1.

3、39×0.2=0.69kN/m2 =1.2×0.69×0.35×1.6=0.46kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.46×75.00=34.75kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×34.75×75.00=1303.25kN.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) =0.8×1.62×1.95×1.39×0.

4、35=1.23kN/m2 =1.2×1.23×0.35×1.60=0.83kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.83×75.00=61.97kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×61.97×75.00=2323.72kN.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=1552+0.9×(630+1303.25)=3291.93kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1552+2323.72=3875.72

5、kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(454+1020.94)/4=368.73kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(454+1020.9375)/4+(3875.72+61.97×1.35)/6.36=990.98kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(454+1020.9375-1618.375)/4-(3875.72+61.97×1.35)/6.36=-658.11kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(454+1020.94+60)/4

6、=383.73kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(454+1020.9375+60)/4+(3291.93+34.75×1.35)/6.36=908.46kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(454+1020.9375+60-1618.375)/4-(3291.93+34.75×1.35)/6.36=-545.59kN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

7、.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(454+60)/4+1.35×(3291.93+34.75×1.35)/6.36=881.86kN最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(454+60)/4-1.35×(3291.93+34.75×1.35)/6.36=-534.91kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×454/

8、4+1.35×(3875.72+61.97×1.35)/6.36=993.26kN最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×454/4-1.35×(3875.72+61.97×1.35)/6.36=-686.81kN2. 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，

9、承台正弯矩最大： Mx=My=2×993.26×1.45=2880.46kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2×-686.81×1.45=-1991.76kN.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=2880.46×106/(1.000×16.700

10、15;5500.000×13002)=0.0186 =1-(1-2×0.0186)0.5=0.0187 s=1-0.0187/2=0.9906 As=2880.46×106/(0.9906×1300.0×360.0)=6213.0mm2顶部配筋计算: s=1991.76×106/(1.000×16.700×5500.000×13002)=0.0128 =1-(1-2×0.0128)0.5=0.0129 s=1-0.0129/2=0.9906 As=1991.76×106/(0.9935

11、×1300.0×360.0)=4283.5mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=993.26kN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,=1.577 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=5500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2； S箍筋的间距，S=150mm。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 依据塔机

12、规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算，本案只计算角桩对承台的冲切！ 承台受角桩冲切的承载力可按下式计算：式中 Nl荷载效应基本组合时，不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值； 1x，1y角桩冲切系数； 1x=1y=0.56/(0.923+0.2)=0.499 c1，c2角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=750mm a1x，a1y承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离；a1x=a1y=1200mm hp承台受冲切承载力截面高度影响系数；hp=0.877 ft承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.57N/mm2 h0承台外边缘的有效高度；h0=1300mm

13、1x，1y角桩冲跨比，其值应满足0.251.0，取1x=1y=a1x/h0=0.923工作状态下：Nl=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(454+60)/4+1.35×(3291.93+34.75×1.35)/6.363=881.86kN非工作状态下：Nl=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×454/4+1.35×(3875.72+61.97×1.35)/6.363=993.26kN等式右边 0.

14、499×(750+600)+0.499×(750+600)×0.877×1.57×1300/1000=2410.87kN比较等式两边，所以满足要求!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=1.35×990.98=1337.83kN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=35.9N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=125664mm2。桩身受拉

15、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×Qkmin=-888.45kN经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=4230.703mm2。由于桩的最小配筋率为0.60%，计算得最小配筋面积为754mm2综上所述，全部纵向钢筋面积754mm2八. 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=383.73kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=990.98kN.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

16、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=1.57m； Ap桩端面积,取Ap=0.20m2； 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:序号土层厚度(m)极限侧阻力标准值(kPa)极限端阻力标准值(kPa)土名称12.59160粘性土24.5600松散粉土32.2400粘性土42.5450粘性土5440700粘性土68.338650粉土或砂土75.2501900粉土或砂土由于桩的入土深度为24m,所以桩端是在第6层土层。最大压力验算: Ra=1.57×(2.59×8+4.5×30+2.2×20+2.5×22.5+4×20+8.21×19)+325×0.20=836.58kN由于: Ra = 836.58 > Qk = 383.73,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra = 1003.90 > Qkmax = 990.98,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条偏向竖向力作用下，Qkmin=-658.11kN.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；