7种塔吊基础计算.docx

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7种塔吊基础计算

7种塔吊基础计算

1、单桩基础计算

2、十字交叉梁基础计算

3、附着计算

4、天然基础计算

5、三桩基础计算书

6、四桩基础计算书

7、塔吊附着计算

一、塔吊单桩基础计算书

一.参数信息

塔吊型号:

QT60,自重（包括压重）F1=245.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN

塔吊倾覆力距M=600.00kN.m,塔吊起重高度H=50.00m,塔身宽度B=1.60m

混凝土强度:

C35,钢筋级别:

Ⅱ级,混凝土的弹性模量Ec=14500.00N/mm2

桩直径或方桩边长d=2.50m,地基土水平抗力系数m=8.00MN/m4

桩顶面水平力H0=100.00kN,保护层厚度:

50mm

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=245.00kN

2.塔吊最大起重荷载F2=60.00kN

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=366.00kN

塔吊的倾覆力矩M=1.4×600.00=840.00kN.m

三.桩身最大弯矩计算

计算简图：

1.按照m法计算桩身最大弯矩：

计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。

（1）计算桩的水平变形系数（1/m）:

其中m──地基土水平抗力系数；

b0──桩的计算宽度，b0=3.15m。

E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=9715.00N/mm2；

I──截面惯性矩，I=1.92m4；

经计算得到桩的水平变形系数:

=0.271/m

（2）计算Dv:

Dv=100.00/（0.27×840.00）=0.45

（3）由Dv查表得：

Km=1.21

（4）计算Mmax:

经计算得到桩的最大弯矩值:

Mmax=840.00×1.21=1018.87kN.m。

由Dv查表得：

最大弯矩深度z=0.74/0.27=2.78m。

四.桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.3.8条。

沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：

（1）偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：

式中l0──桩的计算长度，取l0=4.00m；

h──截面高度，取h=2.50m；

h0──截面有效高度，取h0=2.50m；

1──偏心受压构件的截面曲率修正系数：

解得：

1=1.00

A──构件的截面面积，取A=4.91m2；

2──构件长细比对截面曲率的影响系数,当l0/h<15时,取1.0,否则按下式:

解得：

2=1.00

经计算偏心增大系数=1.00。

（2）偏心受压构件应符合下例规定：

式中As──全部纵向钢筋的截面面积，取As；

r──圆形截面的半径，取r=1.25m;

rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=1.20m；

e0──轴向压力对截面重心的偏心矩，取e0=2.78m；

ea──附加偏心矩，取ea=0.08m；

──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，取=0.53；

t──中断纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当>0.625时，取t=0：

由上两式计算结果：

只需构造配筋！

五.桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3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=366.00kN

桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

其中Quk──最大极限承载力标准值；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；

Qpk──单桩总极限端阻力标准值；

qsik──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=7.854m；

Ap──桩端面积,取Ap=4.91m2；

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:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土类别

1222500粘性土或粉土

2213500粘性土或粉土

3061675砂土或碎石类土

由于桩的入土深度为4m,所以桩端是在第2层土层。

最大压力验算:

R=7.85×（2×22×1.00+2×13×1.00）+0.75×500.00×4.91=2395.76kN

上式计算的R的值大于最大压力366.00kN,所以满足要求!

二、塔吊十字交叉梁基础计算书

一.参数信息

塔吊型号:

QT60,自重（包括压重）F1=245.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN

塔吊倾覆力距M=600.00kN.m,塔吊起重高度H=37.00m,塔身宽度B=1.6m

混凝土强度:

C35,钢筋级别:

Ⅱ级,桩直径或方桩边长d=0.50m

桩间距=3000mm交叉梁的宽度=300mm,交叉梁的高度=500mm

保护层厚度:

50mm

二.塔吊对交叉梁中心作用力的计算

1.塔吊自重（包括压重）F1=245.00kN

2.塔吊最大起重荷载F2=60.00kN

作用于塔吊的竖向力F=1.2×（F1+F2）=366.00kN

塔吊的倾覆力矩M=1.4×600.00=840.00kN.m

三.交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算

计算简图：

十字交叉梁计算模型（最大弯矩M方向与十字交叉梁平行）。

两段梁四个支点力分别为

RA=N/4-3M/2LRB=N/4+3M/2L

RC=N/4RD=N/4

两段梁的最大弯矩分别为

M1=N（L-b）2/16L+M/2M2=N（L-b）2/16L

得到最大支座力为Rmax=RB,最大弯矩为Mmax=M1。

桩顶竖向力Rmax:

Rmax=N/4+3M/2L=（366.00+38.18）/4+3×840.00/（2×4.24）=398.07kN

交叉梁得最大弯矩Mmax:

Mmax=N（L-b）2/16L+M/2=（366.00+38.18）×（4.24-2.26）2/（16×4.24）+840.00/2=443.34kN.m

四.交叉梁截面主筋的计算

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──交叉梁的有效计算高度。

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。

经过计算得s=443.34×106/（1.00×16.70×300.00×450.002）=0.437

=1-（1-2×0.437）0.5=0.645

s=1-0.645/2=0.677

Asx=Asy=443.34×106/（0.677×450.00×300.00）=4847.21mm2。

五.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=398.07kN

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=16.70N/mm2；

A──桩的截面面积，A=0.165m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!

七.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5.2.2-3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=398.07kN

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──最大极限承载力；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

s,p──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；

s,p──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；

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=1.571m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.16m2；

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:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称

1224825粘性土

2386.51900粘性土

34644350砂类土中挤土群桩

由于桩的入土深度为3m,所以桩端是在第2层土层。

最大压力验算:

R=1.57×（2×24×0.8+1×86.5×0.8）/1.65+1.64×1900.00×0.16/1.65=413.91kN

上式计算的R的值大于最大压力398.07kN,所以满足要求!

三、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。

一、支座力计算

塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，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=0.10kN/m

塔吊的最大倾覆力矩M=500kN.m

计算结果:

Nw=68.394kN

二、附着杆内力计算

计算简图:

计算单元的平衡方程为:

其中:

三、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：

杆1的最大轴向压力为：

91.96kN

杆2的最大轴向压力为：

0kN

杆3的最大轴向压力为：

60.54kN

杆1的最大轴向拉力为：

44.82kN

杆2的最大轴向拉力为：

24.85kN

杆3的最大轴向拉力为：

76.25kN

四、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：

68.29kN

杆2的最大轴向压力为：

0kN

杆3的最大轴向压力为：

52.45kN

杆1的最大轴向拉力为：

43.90kN

杆2的最大轴向拉力为：

0.00kN

杆3的最大轴向拉力为：

62.75kN

五、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=76.25kN；

──为杆件的受拉应力；

An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是14号工字钢