5桩塔吊矩形板式桩基础1计算书.docx
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5桩塔吊矩形板式桩基础1计算书
3塔吊矩形板式桩基础1计算书
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
TC5610
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40
塔机独立状态的计算高度H（m）
43
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
二、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0（kN）
251
起重臂自重G1（kN）
37.4
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
3.8
小车最小工作幅度RG2（m）
0
最大起重荷载Qmax（kN）
60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）
11.5
最小起重荷载Qmin（kN）
10
最大吊物幅度RQmin（m）
50
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[60×11.5，10×50]＝690
平衡臂自重G3（kN）
19.8
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.3
平衡块自重G4（kN）
89.4
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
11.8
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
广东惠来
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.75
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
B类（田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区）
风振系数βz
工作状态
1.586
非工作状态
1.686
风压等效高度变化系数μz
1.297
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk（kN/m2）
工作状态
0.8×1.2×1.586×1.95×1.297×0.2＝0.77
非工作状态
0.8×1.2×1.686×1.95×1.297×0.75＝3.07
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1（kN）
251+37.4+3.8+19.8+89.4＝401.4
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
401.4+60＝461.4
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.77×0.35×1.6×43＝18.542
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×（690+0.5×18.542×43）＝666.628
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝401.4
水平荷载标准值Fvk'（kN）
3.07×0.35×1.6×43＝73.926
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
37.4×22+3.8×0-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×73.926×43＝1232.549
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1（kN）
1.2Fk1＝1.2×401.4＝481.68
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
481.68+84＝565.68
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×18.542＝25.959
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8）+1.4×0.9×（690+0.5×18.542×43）＝995.911
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×401.4＝481.68
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×73.926＝103.496
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（37.4×22+3.8×0-19.8×6.3-89.4×11.8）+1.4×0.5×73.926×43＝1796.941
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
5
承台高度h（m）
1.35
承台长l（m）
4.8
承台宽b（m）
4.8
承台长向桩心距al（m）
3.5
承台宽向桩心距ab（m）
3.5
桩直径d（m）
0.4
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
否
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=4.8×4.8×（1.35×25+0×19）=777.6kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×777.6=933.12kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（3.52+3.52）0.5=4.95m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（401.4+777.6）/5=235.8kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（401.4+777.6）/5+（1232.549+73.926×1.35）/4.95=504.975kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（401.4+777.6）/5-（1232.549+73.926×1.35）/4.95=-33.375kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=（F+G）/n+（M+Fvh）/L
=（481.68+933.12）/5+（1796.941+103.496×1.35）/4.95=674.225kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（481.68+933.12）/5-（1796.941+103.496×1.35）/4.95=-108.305kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C30
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
30
桩入土深度lt（m）
4
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
1000
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es（N/mm2）
200000
法向预应力等于零时钢筋的合力Np0（kN）
100
最大裂缝宽度ωlim（mm）
0.2
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
预应力钢筋相对粘结特性系数V
0.8
地基属性
地下水位至地表的距离hz（m）
0
承台埋置深度d（m）
1
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
粘性土
1.8
80
210
0.5
200
强风化岩
2.1
100
400
0.7
360
中风化岩
6
80
1000
0.7
800
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.4=1.257m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.42/4=0.126m2
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（4.8/2,5）=2.4m
fak=（1.8×200+0.6×360）/2.4=576/2.4=240kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-nAp）/n=（4.8×4.8-5×0.126）/5=4.482m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=1.257×（0.8×80+2.1×100+1.1×80）+1000×0.126+0.1×240×4.482=688.142kN
Qk=235.8kN≤Ra=688.142kN
Qkmax=504.975kN≤1.2Ra=1.2×688.142=825.771kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-33.375kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：
Qk'=33.375kN
桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算，
桩身的重力标准值：
Gp=ltAp（γz-10）=4×0.126×（25-10）=7.54kN
Ra'=uΣλiqsiali+Gp=1.257×（0.5×0.8×80+0.7×2.1×100+0.7×1.1×80）+7.54
=309.887kN
Qk'=33.375kN≤Ra'=309.887kN
满足要求！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：
As=nπd2/4=16×3.142×122/4=1810mm2
（1）、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：
Q=Qmax=674.225kN
桩身结构竖向承载力设计值：
R=1000kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：
Q'=-Qmin=108.305kN
fyAS=360×1809.557×10-3=651.441kN
Q'=108.305kN≤fyAS=651.441kN
满足要求！
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=（1809.557/（0.126×106））×100%=1.44%≥0.65%
满足要求！
5、裂缝控制计算
裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。
（1）、纵向受拉钢筋配筋率
有效受拉混凝土截面面积：
Ate=d2π/4=4002π/4=125664mm2
ρte=（As+Aps）/Ate=（1809.557+0）/125664=0.014≥0.01
取ρte=0.014
（2）、纵向钢筋等效应力
σsk=Qk'/As=33.375×103/1809.557=18.444N/mm2
（3）、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
ψ=1.1-0.65ftk/（ρteσsk）=1.1-0.65×2.01/（0.014×18.444）=-3.819
取ψ=0.2
（4）、受拉区纵向钢筋的等效直径
dep=Σnidi2/Σniνidi=（16×122+0×10.72）/（16×1×12+0×0.8×10.7）=12mm
（5）、最大裂缝宽度
ωmax=αcrψσsk（1.9c+0.08dep/ρte）/Es=2.7×0.2×18.444×（1.9×30+0.08×12/0.014）/200000=0.006mm≤ωlim=0.2mm
满足要求！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ22@130
承台底部短向配筋
HRB400Φ22@130
承台顶部长向配筋
HRB400Φ20@180
承台顶部短向配筋
HRB400Φ20@180
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1350-50-22/2=1289mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（674.225+（-108.305））×4.95/2=1400.581kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=1400.581×3.5/4.95=990.36kN·m
Y方向：
My=Mal/L=1400.581×3.5/4.95=990.36kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=481.68/5+1796.941/4.95=459.373kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1289）1/4=0.888
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（3.5-1.6-0.4）/2=0.75m
a1l=（al-B-d）/2=（3.5-1.6-0.4）/2=0.75m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=750/1289=0.582，取λb=0.582；
λl'=a1l/h0=750/1289=0.582，取λl=0.582；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.582+1）=1.106
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.582+1）=1.106
βhsαbftbh0=0.888×1.106×1.57×103×4.8×1.289=9538.428kN
βhsαlftlh0=0.888×1.106×1.57×103×4.8×1.289=9538.428kN
V=459.373kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=9538.428kN
满足要求！
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：
B+2h0=1.6+2×1.289=4.178m
ab=3.5m≤B+2h0=4.178m，al=3.5m≤B+2h0=4.178m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！
4、承台配筋计算
（1）、承台底面长向配筋面积
αS1=My/（α1fcbh02）=990.36×106/（1.03×16.7×4800×12892）=0.007
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.007）0.5=0.007
γS1=1-ζ1/2=1-0.007/2=0.996
AS1=My/（γS1h0fy1）=990.36×106/（0.996×1289×360）=2142mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.57/360）=max（0.2,0.196）=0.2%
梁底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（2142,0.002×4800×1289）=12375mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=14416mm2≥A1=12375mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fcbh02）=990.36×106/（1.03×16.7×4800×12892）=0.007
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.007）0.5=0.007
γS2=1-ζ2/2=1-0.007/2=0.996
AS2=Mx/（γS2h0fy1）=990.36×106/（0.996×1289×360）=2142mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.57/360）=max（0.2,0.196）=0.2%
梁底需要配筋：
A2=max（9674,ρlh0）=max（9674,0.002×4800×1289）=12375mm2
承台底短向实际配筋：
AS2'=14416mm2≥A2=12375mm2
满足要求！
（3）、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：
AS3'=8692mm2≥0.5AS1'=0.5×14416=7208mm2
满足要求！
（4）、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋：
AS4'=8692mm2≥0.5AS2'=0.5×14416=7208mm2
满足要求！
（5）、承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
六、配筋示意图
承台配筋图
桩配筋图
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