三桩塔吊基础计算报告书.doc

三桩塔吊基本计算书 计算根据： 1、塔式起重机混凝土基本工程技术规程JGJ/T187- 2、混凝土构造设计规范GB50010- 3、建筑桩基技术规范JGJ94- 4、建筑地基基本设计规范GB50007- 5、钢筋混凝土承台设计规程CECS88-97 一、塔机属性塔机型号QTZ80（浙江建机）塔机独立状态最大起吊高度H0(m)40塔机独立状态计算高度H(m)43塔身桁架构造方钢管塔身桁架构造宽度B(m)1.6 二、塔机荷载 1、塔机传递至基本荷载原则值工作状态塔机自重原则值Fk1(kN)449起重荷载原则值Fqk(kN)60竖向荷载原则值Fk(kN)509水平荷载原则值Fvk(kN)14.1倾覆力矩原则值Mk(kNm)1026.9非工作状态竖向荷载原则值Fk(kN)449水平荷载原则值Fvk(kN)56.8倾覆力矩原则值Mk(kNm)1193.9 2、塔机传递至基本荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.35Fk11.35449606.15起重荷载设计值FQ(kN)1.35FQk1.356081竖向荷载设计值F(kN)606.15+81687.15水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.3514.119.035倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.351026.91386.315非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.35Fk1.35449606.15水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.3556.876.68倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.351193.91611.765 三、桩顶作用效应计算承台布置承台类型等边三桩承台承台高度h(m)1.25承台桩心距Sa(m) 3.6桩心距承台边距离b(m)0.6桩心距切角边距离a(m)0.8桩直径d(m)0.8承台参数承台混凝土级别C35承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土重度(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50三桩基本布置图(等边) 承台及其上土自重荷载原则值： 顶角=60 底角=(180-)/2 =(180-60)/2=60 承台面积： S=(b/cos+3.6sin+b)2-2(b-a)/(2cos)+b)2-(b/cos-a)2/tan=(0.6/cos60+3.6sin60+0.6)2-2(0.6-0.8)/(2cos60)+0.6)2-(0.6/cos60-0.8)2/tan60=13.685m2 Gk=S(hc+h)=13.685(1.2525+019)=427.667kN 承台及其上土自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35427.667=577.35kN 1、荷载效应原则组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(509+427.667)/3=312.222kN 荷载效应原则组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)yi/yi2 =(449+427.667)/3+(1193.9+56.81.25)2.078/(21.0392+2.0782)=697.939kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)yi/yi2 =(449+427.667)/3-(1193.9+56.81.25)2.078/(21.0392+2.0782)=-186.55kN 2、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)yi/yi2 =(606.15+577.35)/3+(1611.765+76.681.25)2.078/(21.0392+2.0782)=942.218kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)yi/yi2 =(606.15+577.35)/3-(1611.765+76.681.25)2.078/(21.0392+2.0782)=-153.218kN 四、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度级别C35桩基成桩工艺系数C0.75桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)35桩入土深度lt(m)12.9桩配筋自定义桩身承载力设计值是桩身承载力设计值7089.221地基属性地下水位至地表距离hz(m)1.33承台埋置深度d(m)1.8与否考虑承台效应是承台效应系数c0.1土名称土层厚度li(m)侧阻力特性值qsia(kPa)端阻力特性值qpa(kPa)抗拔系数承载力特性值fak(kPa)素填土5.2101500.690粉土2.381000.350强风化岩3.92535000.4150中风化岩53519000.6160全风化岩12.567040000.6330 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.8=2.513m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.82/4=0.503m2 承载力计算深度：min(Sa/2,5)=min(3.6/2,5)=1.8m fak=(1.890)/1.8=162/1.8=90kPa 承台底净面积：Ac=(V/h-3Ap)/3=(13.685/1.25-30.503)/3=3.147m2 复合桩基竖向承载力特性值： Ra=uqsiali+qpaAp+cfakAc=2.513(3.9510+2.38+3.925+2.7535)+19000.503+0.1903.147=1615.831kN Qk=312.222kNRa=1615.831kN Qkmax=697.939kN1.2Ra=1.21615.831=1938.997kN 满足规定！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-186.55kN0 按荷载效应原则组共计算桩基拔力：Qk=186.55kN 桩身位于地下水位如下时，位于地下水位如下桩自重按桩浮重度计算， 桩身重力原则值：Gp=ltAp(z-10)=12.90.503(25-10)=97.264kN Ra=uiqsiali+Gp=2.513(0.63.9510+0.32.38+0.43.925+0.62.7535)+97.264=413.861kN Qk=186.55kNRa=413.861kN 满足规定！ 3、桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd2/4=163.142202/4=5027mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=942.218kN 桩身构造竖向承载力设计值：R=7089.221kN 满足规定！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 荷载效应基本组合下桩顶轴向拉力设计值：Q=-Qmin=153.218kN fyAS=3605026.54810-3=1809.557kN Q=153.218kNfyAS=1809.557kN 满足规定！ 4、桩身构造配筋计算 As/Ap100%=(5026.548/(0.503106)100%=1%0.65% 满足规定！ 五、承台计算承台配筋承台每边顶部配筋HRB400 2218承台每边底部配筋HRB400 2218 1、荷载计算 承台有效高度：h0=1250-50-22/2=1189mm M=(Qmax- G/3)(Sa-30.5B/4)/3=(942.218-577.35/3)(3.6-30.51.6/4)/3=726.57kNm 2、承台配筋计算 (1)、承台每边底部配筋面积 S1= M/(1fcbh02)=726.57106/(116.7267811892)=0.011 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.011)0.5=0.012 S1=1-1/2=1-0.012/2=0.994 AS1=M/(S1h0fy1)=726.57106/(0.9941189360)=1708mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 需要配筋：A1=max(AS1，bh0)=max(1708,0.00226781189)=6370mm2 实际配筋：AS1=6843mm2A1=6370mm2 满足规定！ (2)、承台每边顶部配筋面积 实际配筋：AS2=6843mm20.5AS1=3421.5mm2 满足规定！ 3、受剪切计算三桩承台抗剪切示意图 (1)、X方向(上方)： 扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面最大剪力设计值： Vx1=F /3=229.05kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1189)1/4=0.906 剪切面计算宽度： b0x1=2(b/sin(/2)+0.4d)tan(/2)=2(600/sin(60/2)+0.4800)tan(60/2)=1755.145mm 塔机立柱边沿至角桩内边沿水平距离： ay1=2Sacos(/2)/3-B/2-0.4d=23600cos(60/2)/3-1600/2-0.4800=958.461mm, 截面剪跨比： y1= ay1/h0=958.461/1189=0.806, 0.25y13,取y1=0.806 承台剪切系数：y1=1.75/(y1+1)=1.75/(0.806+1)=0.969 hsy1ftb0x1h0=0.9060.9691.571755.145118910-3=2875.187kNVx1=229.05kN (2)、X方向(下方)： 扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面最大剪力设计值： Vx2=2F /3=458.1kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1189)1/4=0.906 剪切面计算宽度： b0x2=2(b/sin(/2)+Sacos(/2)-0.4d)tan(/2)=2(600/sin(60/2)+3600cos(60/2)-0.4800)tan(60/2)=4616.136mm 塔机立柱边沿至角桩内边沿水平距离： ay2=Sacos(/2)/3-B/2-0.4d=3600cos(60/2)/3-1600/2-0.4800=-80.77mm, 截面剪跨比： y2= ay2/h0=-80.77/1189=-0.068, y20.25，取y2=0.25 承台剪切系数：y2=1.75/(y2+1)=1.75/(0.25+1)=1.4 hsy2ftb0x2h0=0.9061.41.574616.136118910-3=10926.101kNVx2=458.1kN (3)、Y方向： 扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面最大剪力设计值： Vy=F /3=229.05kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1189)1/4=0.906 剪切面计算宽度： b0y=(b/tan(45-/4)+0.4d)/tan(/2)=(600/tan(45-60/4)+0.4800)/tan(60/2)=2354.256mm 塔机立柱边沿至角桩内边沿水平距离： ax=Sa/2-B/2-0.4d=3600/2-1600/2-0.4800=680mm, 截面剪跨比： x= ax/h0=680/1189=0.572, 0.25x3,取x=0.572 承台剪切系数：x=1.75/(x+1)=1.75/(0.572+1)=1.113 hsxftb0x1h0=0.9061.1131.572354.256118910-3=4431.216kNVy=229.05kN 4、受冲切计算 (1)、塔机立柱对承台冲切验算：塔机立柱对承台冲切计算示意图 扣除承台及其上填土自重后作用于冲切破坏椎体上冲切力设计值： Fl=F=687.15kN， 冲跨比： x= ax /h0=680/1189=0.572; 0.25x1,取x=0.572； y1= ay1 /h0=958.461/1189=0.806; 0.25y11,取y1=0.806； y2= ay2 /h0=-80.77/1189=-0.068; y20.25，取y2=0.25 ； 冲切系数： 0x=0.84/(x+0.2)=0.84/(0.572+0.2)=1.088; 0y1=0.84/(y1+0.2)=0.84/(0.806+0.2)=0.835; 0y2=0.84/(y2+0.2)=0.84/(0.25+0.2)=1.867; (0x(2B+ay1+ay2)+(oy1+oy2)(B +ax)hp ftho =(1.088(21600+958.461+-80.77)+(0.835+1.867)(1600+680)0.9811.57118910-3=19396.917kNFl=687.15kN 满足规定！ (2)、角桩对承台冲切验算：角桩对承台冲切计算示意图 底部角桩： Fl=F/3=687.15/3=229.05kN， c1=b/tan(45-/4)+0.4d=600/tan(45-60/4)+0.4800=1359.23mm a11=minh0,Sa/2-0.4d-B/2= min1189,3600/2-0.4800-1600/2=680mm; 11=a11/h0=680/1189=0.572; 0.25111,取11=0.572 11=0.56/(11+0.2)=0.56/(0.572+0.2)=0.725 11(2c1+a11)hptan(45-/4)fth0=0.725(21.359+0.68)0.981tan(45-60/4)1.57103118910-3=2605.522kNFl=229.05kN 顶部角桩： Fl=F/3=687.15/3=229.05kN， c2=b/tan(/2)+0.4dcos(/2)=600/tan(60/2)+0.4800cos(60/2)=1316.359mm a12=minh0,(2Sacos(/2)/3-0.4d-B/2)cos(/2)= min1189,(23600cos(60/2)/3-0.4800-1600/2)cos(60/2)=830.052mm; 12=a12/h0=830.052/1189=0.698; 0.25121,取12=0.698 12=0.56/(12+0.2)=0.56/(0.698+0.2)=0.624 12(2c2+a12)hptan(45-/4)fth0=0.624(21.316+0.83)0.981tan(45-60/4)1.57103118910-3=2281.777kNFl=229.05kN 满足规定！