QTZ80塔吊基础计算书

.'.1号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塔机自重标准值:Fk1=449.00kN起重荷载标准值:Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:M=1039.00kN.m塔吊计算高度:H=98m塔身宽度:B=1.60m非工作状态下塔身弯矩:M1=-1668kN.m桩混凝土等级:C30承台混凝土等级:C35保护层厚度:50mm矩形承台边长:3.50m承台厚度:Hc=1.250m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0.000m桩直径:d=800.000m桩间距:a=2.500m桩钢筋级别:HRB400桩入土深度:16.00m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=449kN2)基础以及覆土自重标准值Gk=3.5×3.5×1.25×25=382.8125kN3)起重荷载标准值Fqk=60kN2.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×(1039+2294.71)=1332.34kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk=-1668+4097.15=2429.15kN.m三.桩竖向力计算非工作状态下：Qk=(Fk+Gk)/n=(449+382.81)/4=207.95kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(449+382.8125)/4+(2429.15+83.62×1.25)/3.54=924.69kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(449+382.8125-0)/4-(2429.15+83.62×1.25)/3.54=-508.78kN工作状态下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(449+382.81+60)/4=222.95kNQkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(449+382.8125+60)/4+(1332.34+46.83×1.25)/3.54=616.41kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(449+382.8125+60-0)/4-(1332.34+46.83×1.25)/3.54=-170.51kN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×(449+60)/4+1.35×(1332.34+46.83×1.25)/3.54=702.96kN最大拔力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(449+60)/4-1.35×(1332.34+46.83×1.25)/3.54=-359.38kN非工作状态下：最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×449/4+1.35×(2429.15+83.62×1.25)/3.54=1119.13kN最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×449/4-1.35×(2429.15+83.62×1.25)/3.54=-816.06kN2.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)。由于非工作状态下，承台正弯矩最大：Mx=My=2×1119.13×0.45=1007.22kN.m承台最大负弯矩:Mx=My=2×-816.06×0.45=-734.45kN.m3.配筋计算根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条式中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=360N/mm2。底部配筋计算:s=1007.22×106/(1.000×16.700×3500.000×12002)=0.0120=1-(1-2×0.0120)0.5=0.0120s=1-0.0120/2=0.9940As=1007.22×106/(0.9940×1200.0×360.0)=2345.6mm2顶部配筋计算:s=734.45×106/(1.000×16.700×3500.000×12002)=0.0087=1-(1-2×0.0087)0.5=0.0088s=1-0.0088/2=0.9940As=734.45×106/(0.9956×1200.0×360.0)=1707.6mm2五.承台剪切计算最大剪力设计值：Vmax=1119.13kN依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的第7.5.7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：.'.式中──计算截面的剪跨比,=1.500ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；b──承台的计算宽度，b=3500mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1200mm；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=1.35×924.69=1248.33kN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0.75fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2；Aps──桩身截面面积，Aps=502655200000mm2。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=-686.86kN经过计算得到受拉钢筋截面面积As=1907.942mm2。由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005310400mm2综上所述，全部纵向钢筋面积1005310400mm2八.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=222.95kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=924.69kN.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=2513.28m；Ap──桩端面积,取Ap=502655.20m2；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)⑥-1粉质粘土14.18220⑥-2粉质粘土23.6250粉砂31.7300圆砾410.2552300由于桩的入土深度为16m,所以桩端是在第4层土层。最大压力验算:Ra=2513.28×(4.18×22+3.6×25+1.7×30+6.52×55)+2300×502655.20=1157593713.55kN由于:Ra=1157593713.55Qk=222.95,所以满足要求!由于:1.2Ra=1389112456.26Qkmax=924.69,所以满足要求!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=-508.78kN.m桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：式中Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；i──抗拔系数；Ra=2513.28×(0.700×4.18×22+0.700×3.6×25+0.750×1.7×30+0.500×6.52×55)=915842.801kNGp=502655.200×(16×25-3.7×10)=182463837.600kN由于:915842.80+182463837.60=508.78满足要求!.'.十.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0.46×0.46m；主肢选用:18号角钢b×d×r=180×16×16mm；缀板选用(m×m):0.01×0.40主肢的截面力学参数为A0=55.47cm2，Z0=5.05cm，Ix0=1700.99cm4，Iy0=1700.99cm4；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×[1700.99+55.47×(46/2-5.05)2]=78290.38cm4；Iy=4×[1700.99+55.47×(46/2-5.05)2]=78290.38cm4；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10.30m；I──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=78290.38cm4，Iy=78290.38cm4；A0──一个主肢的截面面积，取55.47cm2。经过计算得到x=54.83,y=54.83。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。1=10.30/0.37=27.97。换算长细比计算公式：经过计算得到kx=61.55,ky=61.55。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：其中N──轴心压力的计算值(kN)；取N=1.35Qkmax=1248.33kN；A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×55.47cm2；──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=61.55,0y=61.55≤150满足要求!查《钢结构设计规范》得到x=0.80,y=0.80。X方向：N/A=1248333/(0.80×22186.8)=70≤215.00N/mm2满足要求!Y方向：N/A=1248333/(0.80×22186.8)=70≤215.00N/mm2满足要求!4.格构分肢的长细比验算：由于格构形式采用角钢+缀板，分肢选取18号角钢b×d×r=180×16×16mm，其回转半径i=35.5mm。1=L/i=550/35.5=15.49≤0.5×0x=30.78且小于等于40满足要求!.'.