QTZ80塔吊计算书

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:QTZ80（ZJ5710）塔机自重标准值:Fk1=777.00kN起重荷载标准值:Fqk=60kN塔吊最大起重力矩:M=810kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=1668kN.m塔吊独立计算高度:H=43m（塔吊安装高度111.35m）塔身宽度:B=1.6m桩身混凝土等级:C30承台混凝土等级:C35保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=3m承台厚度:Hc=1.3m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0m桩直径:d=0.8m桩间距:a=2.1m桩钢筋级别:HRB400桩入土深度:46.75m桩型与工艺:泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩计算简图如下：二.荷载计算1.自重荷载及起重荷载1)塔机自重标准值Fk1=777kN2)基础以及覆土自重标准值Gk=3×3×1.30×25=292.5kN承台受浮力：Flk=3×3×0.80×10=72kN3)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)=0.8×1.49×1.95×1.674×0.2=0.78kN/m2=1.2×0.78×0.35×1.6=0.52kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=0.52×43.00=22.49kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×22.49×43.00=483.47kN.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=0.60kN/m2)=0.8×1.55×1.95×1.674×0.60=2.43kN/m2=1.2×2.43×0.35×1.60=1.63kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=1.63×43.00=70.18kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×70.18×43.00=1508.83kN.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=1668+0.9×(810+483.47)=2832.13kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk=1668+1508.83=3176.83kN.m三.桩竖向力计算非工作状态下：Qk=(Fk+Gk)/n=(777+292.50)/4=267.38kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品=(777+292.5)/4+(3176.83+70.18×1.30)/2.97=1367.95kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(777+292.5-72)/4-(3176.83+70.18×1.30)/2.97=-851.20kN工作状态下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(777+292.50+60)/4=282.38kNQkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(777+292.5+60)/4+(2832.13+22.49×1.30)/2.97=1245.99kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(777+292.5+60-72)/4-(2832.13+22.49×1.30)/2.97=-699.24kN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×(777+60)/4+1.35×(2832.13+22.49×1.30)/2.97=1583.37kN最大拔力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(777+60)/4-1.35×(2832.13+22.49×1.30)/2.97=-1018.39kN非工作状态下：最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×777/4+1.35×(3176.83+70.18×1.30)/2.97=1748.02kN最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×777/4-1.35×(3176.83+70.18×1.30)/2.97=-1223.54kN2.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软件出品由于非工作状态下，承台正弯矩最大：Mx=My=2×1748.02×0.25=874.01kN.m承台最大负弯矩:Mx=My=2×-1223.54×0.25=-611.77kN.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=360N/mm2。底部配筋计算:αs=874.01×106/(1.000×16.700×3000.000×12502)=0.0112=1-(1-2×0.0112)0.5=0.0112γs=1-0.0112/2=0.9944As=874.01×106/(0.9944×1250.0×360.0)=1953.2mm2顶部配筋计算:αs=611.77×106/(1.000×16.700×3000.000×12502)=0.0078=1-(1-2×0.0078)0.5=0.0078γs=1-0.0078/2=0.9944As=611.77×106/(0.9961×1250.0×360.0)=1364.8mm2五.承台剪切计算最大剪力设计值：Vmax=1748.02kN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=1.500ft──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=3000mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1250mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/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.承台受冲切验算角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算七.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=1.35×1367.95=1846.74kN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0.75fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2；Aps──桩身截面面积，Aps=502655mm2。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=1.35×Qkmin=-1149.12kN经过计算得到受拉钢筋截面面积As=3192.013mm2。由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005mm2综上所述，全部纵向钢筋面积1005mm2八.桩竖向承载力验算安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品依据《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=282.38kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=1367.95kN.m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=2.51m；Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；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:序号土层号土层名称土层厚度m（约）钻孔灌注桩摩阻力标准值（KPa）桩周土摩擦力桩端土承载力12-1淤泥2.85.0022-2淤泥9.75.5033-2粘土9.31625044-1粉质粘土3.32235054-2淤泥质粘土13.81120065-1粉质粘土7.8523400由于桩的入土深度为46.75m,所以桩端是在第5-1层土层。最大压力验算:Ra=2.51×(2.8×5+9.7×5.5+9.3×16+3.3×22+13.8×11+7.85×23)+400×0.50=1762.06kN由于:Ra=1762.06Qk=282.38,最大压力验算满足要求!由于:1.2Ra=2114.47Qkmax=1367.95,最大压力验算满足要求!九.桩的抗拔承载力验算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.5条偏向竖向力作用下，Qkmin=-851.20kN.m桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品式中Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；λi──抗拔系数；Ra=2.51×(0.750×2.8×5+0.750×9.7×5.5+0.750×9.3×16+0.750×3.3×22+0.750×13.8×11+0.700×7.85×23)=1265.554kNGp=0.503×(46.75×25-46.75×10)=352.487kN由于:1265.55+352.49=851.2，抗拔承载力满足要求!十.桩式基础格构柱计算依据《钢结构设计规范》(GB50017-2011)。1.格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.46×0.46m；主肢选用:16号角钢b×d×r=160×10×16mm；缀板选用(m×m):0.01×0.40主肢的截面力学参数为A0=31.50cm2，Z0=4.31cm，Ix0=779.53cm4，Iy0=779.53cm4；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=4×[779.53+31.50×(46/2-4.31)2]=47134.74cm4；安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品Iy=4×[779.53+31.50×(46/2-4.31)2]=47134.74cm4；2.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9.00m；I──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=47134.74cm4，Iy=47134.74cm4；A0──一个主肢的截面面积，取31.50cm2。经过计算得到λx=46.53,λy=46.53。格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:其中b──缀板厚度，取b=0.01m。h──缀板长度，取h=0.40m。a1──格构架截面长，取a1=0.46m。经过计算得i1=[(0.012+0.402)/48+5×0.462/8]0.5=0.37m。γ1=9.00/0.37=24.44。换算长细比计算公式：经过计算得到λkx=52.56,λky=52.56。3.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：安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品其中N──轴心压力的计算值(kN)；取N=1.35Qkma