塔吊格构柱计算书

1、塔吊格构式基础计算书本计算书主要依据本工程地质勘察报告，塔吊使用说明书、钢结构设计规范(GB5001A2003)、钢结构设计手册(第三版)、建筑结构静力计算手册(第二版)、结构荷载规范(GB5009-2001)、混凝土结构设计规范(GB50010-2002、建筑桩基技术规范(JGJ942008)、等编制0基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QTZ70(JL5613);塔吊自重Gt:852.6kN;塔吊起升高度H:120m2、格构柱基本参数格构柱计算长度lo:12.7m；格构柱缀件节间长度a1：0.4m；格构柱基础缀件节间长度a2：0.4m；格构柱截面宽度b1：0.4m；3、基础参数桩中心距a：3

2、.9m；桩入土深度l:22m桩混凝土等级：C35;桩钢筋直径：14mm承台宽度Bc：5.5m；承台混凝土等级为：C35;承台钢筋直径：25;承台箍筋间距：200mm建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)标准节长度b：2.8m；最大起重荷载Q:30kN;塔身宽度B:1.758m;格构柱缀件类型：缀板；格构柱分肢材料类型：L140X14;格构柱钢板缀件参数：宽360mm厚14mm桩直径d:0.8m；桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩;桩钢筋型号：HRB335承台厚度h：1.4m；承台钢筋等级：HRB400承台保护层厚度：50mmG=25XBcXBcXh=2.5义5.50义5.50X1.

3、40X10=1058.75kN;Fk=Gt+Gc=852.60+1058.75=1911.35kN;=1930.00kN-m；4、塔吊计算状态参数地面粗糙类别：E类城市郊区;主弦杆材料：角钢/方钢；非工作状态：所处城市：天津市滨海新区，额定起重力矩Me0kNm；塔吊倾覆力矩M1930kNm工作状态：所处城市：天津市滨海新区，额定起重力矩Me756kNm塔吊倾覆力矩M1720kNm非工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：作用在基础上的垂直力：2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值Mmax风荷载高度变化系数：2.38;主弦杆宽度c：160mm基本风压co。：0.3kN/m2;基础所

4、受水平力P:80kN;2基本风压：0.3kN/m,基础所受水平力P:50kN;3、塔吊水平力计算挡风系数计算：小二(3B+2b+(4E2+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.50;水平力：m=3XBXHX+P=01.758X20.00)0.50+80.00=111.644kN;4、每根格构柱的受力计算:瓦Fk=1911.35kN;夕灌注植坐塔吊承台作用于承台顶面的作用力:轴轴靠条kmax=1930.00kN-mk=111.644kN;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o(1)格构柱竖向力的计算Nk=(Fk+G)/nMkXi/2j2式中：n单桩个数，n=4；

5、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；Mxk承台底面的弯矩标准值；xi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：Nkmax=Fk/4+(MkmaxXaX2-0.5)/(2X(aX2-0.5)2)=1911.35/4+(1930X3.90X2-0.5)/(2X(3.90X2-0.5)2)=827.8kN;最小压力：Nkmin=Fk/4-(MkmaxXaX205)/(2X(aX2-0.5)2)=1911.35/4-(1930乂3.90X2-0.5)/(2X(3.90X2-0.5)2)=127.8kN;均受压计算，

6、无抗拔要求。桩基础抗拔满足要求(2)格构柱顶水平剪力的计算V0=1.2Vk/4=1.2X111.644/4=33.5kN;二、承台验算1、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.9.1条。Mx=Z2NyiMy=ZZNxi其中Mx,My计算截面处XYJ向的弯矩设计值；xi,yi单桩相对承台中心轴的XYJ向距离，取(a-B)/2=(3.90-1.758)/2=1.071m;Ni1单桩桩顶竖向力设计值；经过计算得到弯矩设计值：M=M=2X1.07X827.8X1.2=2125.8kN-2、承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承

7、载力计算。2os=M/(fcbh0)(=，1-2四)1/2乍=1-1/2As=M/(曲0fy)式中：a系数，当混凝土强度不超过C5(M,a取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，a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/mn2;ho一承台的计算高度ho=1400.00-50.00=1350.00mm;fy钢筋受拉强度设计值，fy=400N/mimi;经过计算得：%=2125.8106/(1.00016700/50001031350.000)2)=0.013;=1(1-20；013)0.5=0.013;f=1-0.013/2=0.994;=Asy=2

8、125.8X107(0.994X1250.000X400)=4277mmi;由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：1400X5500X0.15%=11550mm建议配筋值：HRB400M筋，25200承台底面单向根数29根。实际配筋值214228.125mm。3、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=827.8X1.2=993.36kN。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：Vasftboh。其中，b0承台计算截面处的计算宽度，b0=5500.00mm入一计算截面的剪跨比，X=a/h,止匕处

9、，a=(3900.00-1758.00)/2=1071mm,当入时，取入=3得入0.79;除受剪切承载力截面高度影响系数，当h02000mmf,取h0=2000mm其间按内插法取值，除=(800/1350)1/4=0.877业承台剪切系数，a=175/(79+1)=0.97;ho承台计算截面处的计算高度，ho=1400.00-50.00=1350.00mm;993.36kN0.877乂0.97乂1.57X5500X1350/1000=9916kN;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L140X14A=37.57cm2i=4.28cmI=688.8

10、1cm4z0=3.98cm每个格构柱由4根角钢L140X14组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+AX(b“2Z0)2X4=688.81+37.57X(40.00/2-3.98)2X4=41323.16cm4;2An1=AX4=37.57义4=150.28cm;W=Ix1/(b1/2-z0)=41323.16/(40.00/2-3.98)=2579.47cm3;ix1=(Ix1/An1)0.5=(41323.16/150.28)0.5=16.58cm；2、格构柱平面内整体强度max/Ani=827.8X1.2X103/(150.28乂102)=66.10N/mm2f=215N/mn2;格构柱平

11、面内整体强度满足要求。3、格构柱整体稳定性验算Lox1=|o=16-2.55-0.75=12.7m;22%1=L0x1M02/ix1=12.7X02/16.58=76.60;A=-h._忖十/hv48-+其中b缀板厚度，取b=0.14m。h缀板长度，取h=0.36m。a1格构架截面长，取a1=0.40m。经过计算得i1=(0.142+0.362)/48+5X0.402/80.5=0.40m。%=L1/iv=12.7/0.4=31.75;心1=(灰12+/)0.5=(76.602+31.752)0.5=82.92;查表：=0.763;Nwx/(CA)=993.36103/(0.763150.28

12、102)=86.63N/mm2f=215N/mm2;格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算加ax=%x1=82.92入=150两足；单肢计算长度：101=a1=40.00cm；单肢回转半径：i1=4.28cm；单肢长细比：/1=|o1/i1=40/4.28=9.35103)=58.56N/mm2An2/Ady2)0.5=(7.222+40601.12/45.60)D.5=24.07;查表：m=0.954;NEX=，EAn2/1.10劝2Nex=191812.98N;1.2N/(岫)+1.4mXMx/(W1x(1-1.2xN/Nex)f1.2N/(|)xA)+1.4mxMx/(Wix(1-1.2

13、&N/NEx)=65.6N/mm2&f=215N/mn2；格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算浙ax=限2=24.07入=150两足；单肢计算长度：102=a2=40.00cm；单肢回转半径：ix1=16.58cm；单肢长细比：为=l02/ixi=40/16.58=2.410.7max=0.724.07=16.8因截面无削弱，不必验算截面强度。刚度满足要求。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：Quk=Qk+Qk=UZZqsikli+qpkA（u桩身白周长，u=2.513m；Ap桩端面积，Ap=0.503m2;各土层厚度及阻力标准值如下表：选勘察报告11#点竖状图

14、序号土层名称土层标高土厚度土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）14粉质粘土-10.853.8m34/2（8粉质粘土4.5m43/3区1粉土3.6m58/42粉质粘土4.0m55/5（10）粉质粘土1.9m54/61粉质2.9m56/7缄2粉土3.6m628008累计深度24米/灌注桩桩顶标高-12.4米，灌注桩计划长度22米。由于桩的入土深度为22m,所以桩端是在第7层土层。单桩竖向承载力验算：Quk=2.513X1137.7+800X0.503=3259.7kN;单桩竖向承载力特征值：R=R=Quk/2=3259.7/2=1629.8kN;N=827.8kN1.2R=1.2乂16

15、29.8=1955.76kN;桩基竖向承载力满足要求！七、桩配筋计算1、桩构造配筋计算按照构造要求配筋。As=tt2/4&65%=3.148002/4W65%=3267mm22、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、桩受拉钢筋计算桩不受拉力，不计算这部分配筋，只需构造配筋！建议配筋值：HRB33纲筋，14根14。实际配筋值2154.04mm2。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、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；

16、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的有关规定；当钢筋笼长度超过4m寸，应每隔2mg一道直彳不小于12mr1焊接加劲箍筋。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=25XBcXBcXh=25X5.50义5.50X1.40=1058.75kN;作用在基础上的垂直力：Fk=Gt+Gc+Q=852.60+1058.75+30.00=1941.35kN;2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值Mmax=1720kN-m；3、塔吊水平力计算挡风系数计算：小二(3B+2b+(4且+b2)1

17、/2c/Bb)挡风系数=050;水平力：m=3XBXHX+P=01.758X20.00W50+50.00=81.644kN4、每根格构柱的受力计算:瓦Fk=1941.35kN;夕灌注植坐塔吊承台作用于承台顶面的作用力:轴轴靠条kmax=1720kN-mk=81.64kN;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o(1)、桩顶竖向力的计算Nk=(F+G)/nMyJ2y2;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YJ向距离；Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖

18、向力标准值最大压力：Nkmax=Fk/4+(MkmaxXaX205)/(2X(aX2-0.5)2)=1941.35/4+(1720乂3.90X2-0.5)/(2X(3.90X2-0.5)2)=797.24kN;最小压力：Nkmin=Fk/4-(MkmaxXaX205)/(2X(aX2-0.5)2)=1745.10/4-(1039.00乂3.00X2-0.5)/(2X(3.00X2-0.5)2)=173.44kN;桩基础抗拔满足要求。(2)、桩顶剪力的计算V0=1.2V/4=1.2X81.64/4=24.5kN;三、承台验算1、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.9.

19、1条。Mx=Z2NyiMy=ZZNxi其中Mx,My计算截面处XYJ向的弯矩设计值；xi,yi单桩相对承台中心轴的XYJ向距离，取(a-B)/2=(3.90-1.758)/2=1.071m;Ni1单桩桩顶竖向力设计值；经过计算得到弯矩设计值：M=M=2X1.071X797.24X1.2=2049(803.12)kN-2、承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。2os=M/(fcbh0)(=，1-2四)1/2下=1-工/2As=M/(曲0fy)式中：a系数，当混凝土强度不超过C5(M,a取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，a取为0.9

20、4,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/mn2;ho一承台的计算高度ho=1400.00-50.00=1350.00mm;fy钢筋受拉强度设计值，fy=400N/mmi;经过计算得：%=2049X106/(1.01&75500M3502)=0.012;己=1(1-20；012)0.5=0.012;f=1-0.012/2=0.987;Asx=Asy=2049X106/(0.987X1350.000X400)=3844mrm;由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：1400X5500X0.15%=11550mm建议配筋值：HRB400M筋，25200承台

21、底面单向根数29根。实际配筋值214228.125mm。3、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=956.7kN。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：Vgsatboh。其中，b0承台计算截面处的计算宽度，b0=5500.00mm入一计算截面的剪跨比，X=a/h,止匕处，a=(3900.00-1758.00)/2=1071mm,当入时，取入=3得入=079;除受剪切承载力截面高度影响系数，当h02000mmf,取h0=2000mm其间按内插法取值，除=(800/1350)1/4=0.877;业承台剪切

22、系数，a=1.75/(79+1)=0.97;ho承台计算截面处的计算高度，ho=1400.00-50.00=1350.00mm;956.7kN0.877X0.97X1.57X5500X1350/1000=9916kN;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L140x14A=37.57cm2i=4.28cmI=688.81cm4z0=3.98cm每个格构柱由4根角钢L140x14组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+AX(b2Z0)2X4=688.81+37.57X(40.00/2-3.98)2X44=41323.16cmi;2An1=AX4=37.

23、57义4=150.28cm;W=Ix1/(b1/2-z0)=41323.16/(40.00/2-3.98)=2579.47cm3;ix1=(Ix1/An1)0.5=(41323.16/150.28)0.5=16.58cm；2、格构柱平面内整体强度max/Ani=956.7X103/(150.28乂102)=63.66N/mm2f=300N/mrn；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=lo=12.7m；22%1=L0x1M02/ix1=12.7X02/16.58=76.60;/1=L1/iv=31.75;%x1=(灰12+/)0.5=(76.602+31.752)0.

24、5=82.92;查表：Ox=0.763;Nwx/(OxA)=956.7103/(0.763150.28102)=79.58N/mm2f=215N/mm2;格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算加ax=?0x1=82.92入=15刚足；单肢计算长度：101=a1=40.00cm；单肢回转半径：i1=4.28cm；单肢长细比：/1=|o1/i1=40/4.28=9.350.7max=0.7*2.92=58.04;因截面无削弱，不必验算截面强度。分肢稳定满足要求。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：Ix1=41323.16cm4An1=150.28cm2W=2579.47

25、cm3ix1=16.58cm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：Ix2=Ix1+An1X(b2X102/2-b1X102/2)2X4=41323.16+150.28X(3.90乂102/2-0.40X102/2)2X4=18574592crri;2An2=Ai1X4=150.28X4=601.12cm;W=Ix2/(b2/2-b1/2)=18574592/(3.90X102/2-0.40X102/2)=106140cm3;ix2=(IX2/An2)o.5=(18574592/601.12)0.5=175.78cm；2、格构柱基础平面内整体强度1.2N/An+1.4MX/(

26、yXW)=2329.60M03/(601.12102)+2408106/(1.0D06140.53103)=61.44N/mm2An2/Ady2)0.5=(7.222+40601.12/45.60)0.5=24.07;查表：8=0.95;一2_.2Nex=兀EAn2/1.10x2Nex=191812.98N;1.2N/(岫)+1.4mxMx/(Wix(1-1.2xN/Nex)f1.2N/(|)xA)+1.4mxMx/(Wix(1-1.2xN/NEx)=68.7N/mm2wf=300N/mn2;格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算浙ax=限2=24.07入=150两足；单肢计算长度：l02

27、=a2=40.00cm；单肢回转半径：ix1=16.58cm；单肢长细比：/1=l02/ix1=40/16.58=2.410.7max=0.7a4.07=16.8因截面无削弱，不必验算截面强度。刚度满足要求。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：Quk=Qk+Qk=uZZqsikli+qpkApu桩身白周长，u=2.513m；Ap桩端面积，Ap=0.503m2;各土层厚度及阻力标准值如下表：选勘察报告11#点竖状图序号土层名称土层标高土厚度土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)1(6)4粉质-10.853.8m34/2(8粉质粘土4.5m43/3d)1粉土3.6m58/4(92粉质4.0m55/510)粉质粘土1.9m54/6M1粉质粘土2.9m56/72粉土3.6m628008累计深度24米/灌注桩桩顶标高-12.4米，灌注桩计划长度22米由于桩的入土深度为22m,所以桩端是在第7层土层。单桩竖向承载力验算：Quk=2.513X1137.7+800X0.503=