立尔L6013塔吊四桩基础的计算书

安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品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/T187-2009)。一.参数信息塔吊型号:L6013(立尔塔机)塔机自重标准值:Fk1=592.50kN起重荷载标准值:Fqk=60kN塔吊最大起重力矩:M=800.00kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=2661.3kN.m塔吊计算高度:H=40m塔身宽度:B=1.8m桩身混凝土等级:C40承台混凝土等级:C35保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=6.5m承台厚度:Hc=1.5m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB335承台顶面埋深:D=0.0m桩直径:d=0.4m桩间距:a=5m桩钢筋级别:HRB335桩入土深度:24m桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.2m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=592.5kN2)基础以及覆土自重标准值Gk=6.5×6.5×1.50×25=1584.375kN3)起重荷载标准值安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品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)=0.8×1.59×1.95×1.29×0.2=0.64kN/m2=1.2×0.64×0.35×1.8=0.48kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=0.48×40.00=19.35kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×19.35×40.00=387.04kN.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)=0.8×1.62×1.95×1.29×0.35=1.14kN/m2=1.2×1.14×0.35×1.80=0.86kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=0.86×40.00=34.50kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×34.50×40.00=690.10kN.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=2661.3+0.9×(800+387.04)=3729.63kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk=2661.3+690.10=3351.40kN.m三.桩竖向力计算非工作状态下：Qk=(Fk+Gk)/n=(592.5+1584.38)/4=544.22kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品=(592.5+1584.375)/4+(3351.40+34.50×1.50)/7.07=1025.57kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(592.5+1584.375-0)/4-(3351.40+34.50×1.50)/7.07=62.87kN工作状态下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(592.5+1584.38+60)/4=559.22kNQkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(592.5+1584.375+60)/4+(3729.63+19.35×1.50)/7.07=1090.85kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(592.5+1584.375+60-0)/4-(3729.63+19.35×1.50)/7.07=27.58kN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+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(592.5+60)/4+1.35×(3729.63+19.35×1.50)/7.07=937.93kN最大拔力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(592.5+60)/4-1.35×(3729.63+19.35×1.50)/7.07=-497.49kN非工作状态下：最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×592.5/4+1.35×(3351.40+34.50×1.50)/7.07=849.79kN最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×592.5/4-1.35×(3351.40+34.50×1.50)/7.07=-449.86kN2.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)。安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品由于工作状态下，承台正弯矩最大：Mx=My=2×937.93×1.60=3001.36kN.m承台最大负弯矩:Mx=My=2×-497.49×1.60=-1591.96kN.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α1──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1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=300N/mm2。底部配筋计算:αs=3001.36×106/(1.000×16.700×6500.000×14502)=0.0132=1-(1-2×0.0132)0.5=0.0132γs=1-0.0132/2=0.9934As=3001.36×106/(0.9934×1450.0×300.0)=6945.7mm2顶部配筋计算:αs=1591.96×106/(1.000×16.700×6500.000×14502)=0.0070=1-(1-2×0.0070)0.5=0.0070γs=1-0.0070/2=0.9934As=1591.96×106/(0.9965×1450.0×300.0)=3672.5mm2五.承台剪切计算最大剪力设计值：Vmax=937.93kN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：安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.560ft──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=6500mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1450mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；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.承台受冲切验算依据塔机规范，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；β1x，β1y──角桩冲切系数；β1x=β1y=0.56/(0.966+0.2)=0.480c1，c2──角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=950mma1x，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=1400mmβhp──承台受冲切承载力截面高度影响系数；βhp=0.855ft──承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.57N/mm2h0──承台外边缘的有效高度；h0=1450mmλ1x，λ1y──角桩冲跨比，其值应满足0.25～1.0，取λ1x=λ1y=a1x/h0=0.966工作状态下：Nl=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(592.5+60)/4+1.35×(3729.63+19.35×1.5)/7.07=937.93kN非工作状态下：安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品Nl=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×592.5/4+1.35×(3351.40+34.50×1.5)/7.07=849.79kN等式右边[0.480×(950+700)+0.480×(950+700)]×0.855×1.57×1450/1000=3084.61kN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=1.35×1090.85=1472.65kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.85fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=19.1N/mm2；Aps──桩身截面面积，Aps=94248mm2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为188mm2综上所述，全部纵向钢筋面积188mm2八.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/T187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，Qk=559.22kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=1090.85kN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=1.26m；安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品Ap──桩端面积,取Ap=0.13m2；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)侧阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kPa)土名称1103030粉土或砂土283030粘性土343535粘性土45651800粘性土56753500粉土或砂土621551200粘性土由于桩的入土深度为24m,所以桩端是在第4层土层。最大压力验算:Ra=1.26×(10×30+8×30+4×35+2×65)+1800×0.13=1244.07kN由于:Ra=1244.07Qk=559.22,最大压力验算满足要求!由于:1.2Ra=1492.89Qkmax=1090.85,最大压力验算满足要求!