某工程塔吊基础计算书(桩基础).doc

某工程塔吊基础计算书一、塔吊的基本参数信息塔吊型号:QT80A， 塔吊起升高度H=63.000m，塔吊倾覆力矩M=1000kN.m， 混凝土强度等级:C30，塔身宽度B=2m， 基础以上土的厚度D=0.000m，自重F1=933.9kN， 基础承台厚度Hc=1.000m，最大起重荷载F2=80kN， 基础承台宽度Bc=4.000m，桩钢筋级别:II级钢， 桩直径或者方桩边长=0.800m，桩间距a=2.2m， 承台箍筋间距S=200.000mm，承台砼的保护层厚度=50.000mm。 二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=933.90kN， 塔吊最大起重荷载F2=80.00kN， 作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2(F1+F2)=1216.68kN， 塔吊的倾覆力矩M=1.41000.00=1400.00kN。 三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。1. 桩顶竖向力的计算依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条。 其中 n单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1216.68kN； G桩基承台的自重 G=1.2（25BcBcHc+20BcBcD)= 1.2(254.004.001.00+204.004.000.00)=480.00kN； Mx,My承台底面的弯矩设计值，取1400.00kN.m； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.10m； Ni单桩桩顶竖向力设计值(kN)；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值， 最大压力：N=(1216.68+480.00)/4+1400.001.10/(4 1.102)=742.35kN。2. 矩形承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.6.1条。其中 Mx1,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方向距离取a/2-B/2=0.10m； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=622.35kN/m2；经过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2622.350.10=124.47kN.m。四、矩形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。 式中，l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,期间按线性内插法得1.00； fc混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2； ho承台的计算高度Hc-50.00=950.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：s=124.47106/(1.0014.304000.00950.002)=0.002； =1-(1-20.002)0.5=0.002； s =1-0.002/2=0.999； Asx =Asy =124.47106/(0.999950.00300.00)=437.27mm2。五、矩形承台斜截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=742.35kN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： 其中，o建筑桩基重要性系数，取1.00； bo承台计算截面处的计算宽度，bo=4000mm； ho承台计算截面处的计算高度，ho=950mm； 计算截面的剪跨比，x=ax/ho，y=ay/ho， 此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处 至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=100.00mm， 当 3时,取=3， 满足0.3-3.0范围； 在0.3-3.0范围内按插值法取值。得=0.30； 剪切系数，当0.31.4时，=0.12/(+0.3)；当1.43.0时，=0.2/(+1.5)， 得=0.20； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。则，1.00742.35=7.42105N0.20300.004000950=1.09107N；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！六、桩承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第4.1.1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=742.35kN；桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中，o建筑桩基重要性系数，取1.00； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A桩的截面面积，A=5.024105mm2。则，1.00742351.82=7.42105N14.305.024105=7.18106N；经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！七、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=742.35kN；单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： 其中 R最大极限承载力； Qsk单桩总极限侧阻力标准值: Qpk单桩总极限端阻力标准值: s, p分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数， s, p分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数， qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk极限端阻力标准值； u桩身的周长，u=2.512m； Ap桩端面积,取Ap=0.503m2； li第i层土层的厚度；取19号钻孔，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 -3 0.34 14.00 0.00 粘性土 -1 4.00 6.00 0.00 淤泥 -2 6.40 7.00 0.00 淤泥质粘土 -2 16.70 25.00 550.00 粉土 -1 2.56 18.00 550.00 粉质粘土 由于桩的入土深度为30.00m,所以桩端是在-1第层土层。单桩竖向承载力验算: R=2.512(0.3414.000.87+4.006.001.13+6.407.001.13+16.7025.001.13+2.5618.001.13)/1.67+1.21550.000.503/1.67=11.12102kNN=742.352kN；上式计算的R的值大于最大压力742.35kN,所以满足要求!八、 桩式基础格构柱计算 依据钢结构设计规范(GB50017-2003)。1. 格构柱截面的力学特性： 格构柱的截面尺寸为0.460.46m； 主肢选用:10号角钢bdr=1001014mm； 缀条选用:6.3号角钢bdr=6387mm； 主肢的截面力学参数为 A0=28.91cm2，Z0=3.53cm，Ix0=423.16cm4，Iy0=423.16cm4； 缀条的截面力学参数为 At=9.52cm2； 格构柱截面示意图 格构柱的y-y轴截面总惯性矩： 格构柱的x-x轴截面总惯性矩： 经过计算得到： Ix=4423.16+28.91(46/2-3.53)2=45530cm4；Iy=4423.16+28.91(46/2-3.53)2=45530cm4；2 格构柱主肢局部稳定性验算： 承载力验算：查表得: =24.8,b=0.953=N/（A0）=999.5103/（0.95328914）=90.7N/mm2 215 N/mm2 满足条件。3. 格构柱的长细比计算： 格构柱主肢的长细比计算公式： 其中 H 格构柱的总高度，取4.95m； I 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=45530cm4，Iy=45530cm4； A0 一个主肢的截面面积，取28.91cm2。 经过计算得到x=24.948,y=24.948。 换算长细比计算公式： 其中 A 格构柱横截面的毛截面面积，取428.91cm2；A1 格构柱横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴的毛截面面积，取29.52cm2； 经过计算得到kx=55.24,ky=55.24。4. 格构柱的整体稳定性计算： 格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式： 其中 N 轴心压力的计算值(kN)；取 N=742.35kN； A 格构柱横截面的毛截面面积，取428.91cm2； 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数； 根据换算长细比 0x=24.948,0y=24.948,查钢结构设计规范得到 x=0.314,y=0.314。 经过计算得到：X方向的强度值为207.08N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! Y方向的强度值为207.08N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!