塔吊桩基础的计算书

1QQQTTTZZZ666333﹙﹙﹙555000111333﹚﹚﹚自自自升升升塔塔塔式式式起起起重重重机机机塔吊桩基础的计算书1.参数信息塔吊型号:QTZ63自重(包括压重)F1=750.8kN最大起重荷载F2=60kN塔吊倾覆力距M=630kN.m塔吊安装高度H=110m塔身宽度B=1.65m混凝土强度:C30承台长度Lc或宽度Bc=4.5m桩直径或方桩边长d=0.5m承台厚度Hc=1.5m2.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=750.8kN2）.塔吊最大起重荷载F2=60kN作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=510.8kN塔吊的倾覆力矩M=630kN.m3.矩形承台弯矩的计算计算简图：预制管桩承台自然地面2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《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中n──单桩个数，n=4F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=510.8kN；G──桩基承台的自重，G=25.0×Bc×Bc×Hc=25.0×4.5×4.5×1.5=759.38kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值(kN.m)，630kN.m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)。经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:最大压力：2414.12414.14aaMGFN(M为塔吊的倾覆力矩，a为桩间距)KNN5.497414.15.22414.15.2630438.7598.51022).矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)其中Mx1,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)；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n。3经过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2×(N-G/n)×(a/1.414)MX1=My1=2×(497.5-759.38/4)×(2.5÷1.414)=1089.1KN.m4、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7.5条受弯构件承载力计算。其中M──计算截面处的弯矩设计值(kN.m)；K──安全系数，取1.4；h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1500.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2。弯矩设计值Mx1=1089.1kN.m,配筋面积Asx=(1.4×1089.1×106)/(0.9×1000×300)=5647.19mm2选用φ25@200，满足要求。5.矩形承台截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11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=1089.1kN我们考虑承台配置钢筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：其中0──建筑桩基重要性系数，取1.0；──剪切系数,=0.07；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2；b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=3500mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=950mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；S──拉接筋的间距，S=400mm。4经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配拉接筋!6.桩承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1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=1089.1kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中0──建筑桩基重要性系数，取1.0；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.1257m2。经计算，满足要求。7.桩竖向极限承载力验算及桩长计算桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.8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=1089.1kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：最大压力:ApqlqUQQQkpisikkpskuk其中ukQ──单桩竖向最大极限承载力；qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，取值如下表；qpk──极限端阻力标准值，取值如下表；u──桩身的周长，u=1.257m；Ap──桩端面积,取Ap=0.1257m2；li──第i层土层的厚度,取值如下表；第i层土层厚度及侧阻力标准值表如下:序号第i层土厚度(m)第i层土侧阻力标准值(kPa)第i层土端阻力标准值(kPa)52328316.73543.27052.21001600注：土层厚度见地质勘察报告。由于桩的入土深度为15mApqlqUQQQkpisikkpskuk=1.57×(15×3+35×16.7+70×3.2+100×2.2)+1600×0.1257=1886.5KN上式计算的值大于最大压力1081.547kN，所以满足要求!8、塔吊抗倾覆能力计算塔基基础荷载：a垂直荷载：P1=450.8KNb水平荷载：P2=34.3KNc作用与塔身的不平衡力矩：M=1470KN·M以上。（按说明书参数）1)塔基基础荷载计算参方案图：以3.5×3.5米正方形基础进行计算，为保证基础的稳定，确保塔机的抗倾覆能力，在非工作情况下，作用于基础各种作用力偏心力矩，必须满足下列条件：e=(M+P2×h)/(P1+G)≦1/3L式中：M=塔身的不平衡力矩P1=塔身结构自重P2=塔机水平力L=基础边长G=基础砼自重h=基础高度基础底采用4条φ400mm预制管桩。基础自重为：承台自重+桩抗拔力则G=25×4.5×4.5×1.5+420×4=2439.375KN根据偏心矩e=(M+P2×h)/(P1+G)≦1/3L=（1470+34.3×1.0）6/(450.8+2439.375)=0.617M﹤L/3=1.167M.满足偏心矩要求2）抗倾覆力计算M倾=M+P2×h=1470+34.3×1.0=1504.3KN·MM抗倾=（P1+G）×L/2=（450.8+1986.25）×3.5/2=4264.84KN·MM抗倾/M倾=2.835﹥1.167能满足要求。9、塔吊附着计算塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。9．1、明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置支座力计算塔机按照说的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:风荷载取值q=0.55kN/m塔吊的最大倾覆力矩M=630kN.m16.521.022.5计算结果:Nw=82.534kN79．2、附着杆内力计算计算简图:计算单元的平衡方程为:其中:9．3、第一种工况的计算塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。将上面的方程组求解，其中从0-360循环，分别取正负两种情况，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力：8杆1的最大轴向压力为：131.5kN杆2的最大轴向压力为：116.22kN杆3的最大轴向压力为：0kN杆1的最大轴向拉力为：59.96kN杆2的最大轴向拉力为：0.00kN杆3的最大轴向拉力为：148.47kN9．4、第二种工况的计算塔机非工作状态，风向顺着起重臂，不考虑扭矩的影响。将上面的方程组求解，其中=45,135,225,315，Mw=0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。杆1的最大轴向压力为：89.6kN杆2的最大轴向压力为：51.83kN杆3的最大轴向压力为：48.02kN杆1的最大轴向拉力为：80.63kN杆2的最大轴向拉力为：34.70kN杆3的最大轴向拉力为：57.45kN9．5、附着杆强度验算1．杆件轴心受拉强度验算验算公式:=N/An≤f其中N──为杆件的最大轴向拉力,取N=148.47kN；──为杆件的受拉应力；9An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是12.6号工字钢,查表可知An=1810mm2；经计算，杆件的最大受拉应力=148.47×1000/1810=82.03N/mm2。最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力216N/mm2,满足要求!2．杆件轴心受压强度验算验算公式:=N/An≤f其中──为杆件的受压应力；N──为杆件的轴向压力,杆1:取N=131.50kN；杆2:取N=116.22kN；杆3:取N=48.02kN；An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是12.6号工字钢,查表可知An=1810mm2；──为杆件的受压稳定系数,是根据查表计算得,杆1:取=0.608,杆2:取=0.443,杆3:取=0.608；──杆件长细比,杆1:取=92.941,杆2:取=119.147,杆3:取=92.941。经计算，杆件的最大受压应力=145.08N/mm2。最大压应力不大于拉杆的允许压应力216N/mm2,满足要求!9．6、附着支座连接的计算附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：101．预埋螺栓必须用Q235钢制作；2．附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；3．预埋螺栓的直径大于24mm；4．预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求：其中n为预埋螺栓数量；d为预埋螺栓直径；l为预埋螺栓埋入长度；f为预埋螺栓与混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆的轴向力。5．预埋螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋螺栓埋入长度不少于15d；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。9．7、附着设计与施工的注意事项锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则：1．附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处；2．对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；3．在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；4．附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。