QTZ-80-TC6013塔吊桩基础的计算书2

塔吊桩基础的计算书一.参数信息塔吊型号:QTZ（QTZ80）-TC6013自重(包括压重):F1=910.00kN最大起重荷载:F2=60.00kN塔吊倾覆力距:M=4855.76kN.m塔吊起重高度:H=62.00m塔身宽度:B=1.80m桩混凝土等级:C35承台混凝土等级:C30保护层厚度:50mm矩形承台边长:5.00m承台厚度:Hc=1.500m承台箍筋间距:S=180mm承台钢筋级别:Ⅱ级承台预埋件埋深:h=1.30m承台顶面埋深:D=0.000m桩直径:d=0.500m桩间距:a=3.000m桩钢筋级别:Ⅱ级桩入土深度:21.10桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.250m塔吊最大起重力矩:800kN.m塔吊总高度:H=62.00m基本风压:Wk=1.26kPa塔吊主弦杆截面宽度:b=0.15m塔身最大水平力:Vh=97kN水平力作用高度:h=31m标准节数:n=22二.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算1.塔吊自重(包括压重)F1=910.000kN2.塔吊最大起重荷载F2=60.000kN作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=970.000kN塔吊的倾覆力矩M=1.4×4855.760=6798.064kN.m三.矩形承台弯矩的计算计算简图：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《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条)其中n──单桩个数，n=4；Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=970.000kN；Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=937.500kN；Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN)。经计算得到:桩顶竖向力设计值:最大压力：N=1.2×(970.000+937.500)/4+6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=2174.811kN最大拔力：N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=-1125.686kN桩顶竖向力标准值:最大压力：N=(970.000+937.500)/4+4855.760×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=1621.561kN最大拔力：N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=-667.811kN2.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条)其中Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)；xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)；Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。经过计算得到弯矩设计值：压力产生的承台弯矩：N=1.2×(970.000+937.500)/4+6798.064×(3.000/2)/[4×(3.000/2)2]=1705.261kNMx1=My1=2×1705.261×(1.500-0.900)=2046.313kN.m拔力产生的承台弯矩：N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000/2)/[4×(3.000/2)2]=-656.136kNMx2=My2=-2×656.136×(1.500-0.900)=-787.363kN.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=300N/mm2。承台底面配筋:s=2046.313×106/(1.000×1.430×5000.000×1450.0002)=0.0136=1-(1-2×0.0136)0.5=0.0137s=1-0.0137/2=0.9931Asx=Asy=2046.313×106/(0.9931×1450.000×300.000)=4736.628mm2承台顶面配筋:s=787.363×106/(1.000×1.430×5000.000×1450.0002)=0.0052=1-(1-2×0.0052)0.5=0.0053s=1-0.0053/2=0.9974Asx=Asy=787.363×106/(0.9974×1450.000×300.000)=1814.795mm2。满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!五.矩形承台截面抗剪切计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.14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=4349.622kN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──计算截面的剪跨比,=1.500ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2；b──承台计算截面处的计算宽度，b=5000mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=150mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2；S──箍筋的间距，S=180mm。经过计算得:箍筋的最小配筋面积Asv=(4349.622×1000-0.700×1.430×5000×150)×180/(300.000×150)=14395.488mm2六.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=2174.811kN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0.850fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；Aps──桩身截面面积，Aps=0.1473m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值不满足要求,需桩配筋计算!七.桩配筋计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3条正截面受压承载力计算。其中N──桩轴向压力设计值，N=2174.811kN；──钢筋混凝土构件的稳定系数，=1.000；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.1473m2；f'y──钢筋强度抗压强度设计值，f'y=300.000N/mm2；A's──全部纵向钢筋截面面积。经过计算得到纵向受压钢筋截面面积A's=-2875.268mm2。桩身受拉计算，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=1125.686kN经过计算得到受拉钢筋截面面积As=3752.287mm2。综上所述,全部纵向钢筋为：3752.287mm,同时满足构造要求!2构造规定：预制桩最小配筋率不宜小于0.8%,采用静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.4%,直径不宜小于14mm八.桩抗压承载力计算桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.5和5.3.5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=2174.811kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：最大压力:其中R──基桩竖向承载力特征值；Ra──单桩竖向承载力特征值；K──安全系数，取2.0；fak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值；c──承台效应系数，当不考虑承台效应系数时，其值取0；qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；u──桩身的周长，u=1.5708m；Ap──桩端面积,取Ap=0.147m2；Ac──计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=6.103m2；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:土名称序号土层厚度(m)侧阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kPa)素填土14.600淤泥22.900砂质粘性土39.3350全风化混合岩42.8603000强全风化混合岩51.51004500由于桩的入土深度为21.1m,所以桩端是在第5层土层。最大压力验算:Ra=1.571×(4.6×0+2.9×0+9.3×70+2.8×120+1.5×200)+9000×0.147=3346.974kNR=3346.974/2.0+0.000×105.000×6.103=1673.487kN上式计算的R值大于等于最大压力1621.561kN,所以满足要求!九.桩抗拔承载力计算桩抗拔承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条桩抗拔承载力应满足下列要求:其中:式中Tuk──基桩抗拔极限承载力标准值；i──抗拔系数；解得:Tgk=14×(0.750×4.6×0+0.750×2.9×0+0.750×9.3×35+0.750×2.8×60+0.750×1.5×200)/4=2984.625kNGgp=14×21.1×22/4=1624.700kNTuk=1.571×(0.750×4.6×0+0.750×2.9×0+0.750×9.3×35+0.750×2.8×60+0.750×1.5×100)=758.106kNGp=1.571×21.1×25=828.595kN由于:2984.625/2.0+1624.700=667.811满足要求!由于:758.106/2.0+828.595=667.811满足要求!九.基础大样图如下