QTZ80塔吊计算书.docx

1、QTZ80塔吊计算书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/T 187-2009)。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=0.8

2、m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=331.3025=292.5kN 承台受浮力：Flk=330.8010=72kN3) 起重荷载标准值 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) =0.81.491.951.6740.2=0.78kN/m2=1.20.780.351.6=0.52kN/mb. 塔机

3、所受风荷载水平合力标准值Fvk=qskH=0.5243.00=22.49kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5FvkH=0.522.4943.00=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) =0.81.551.951.6740.60=2.43kN/m2=1.22.430.351.60=1.63kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qskH=1.6343.00=70.18kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5FvkH=0.570.1843.00=1

4、508.83kN.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=267.38kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(777+292.5)/4+(3176.83+70.181.30)/2.97=1367.95kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(777+292.5-72)

5、/4-(3176.83+70.181.30)/2.97=-851.20kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(777+292.50+60)/4=282.38kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(777+292.5+60)/4+(2832.13+22.491.30)/2.97=1245.99kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L=(777+292.5+60-72)/4-(2832.13+22.491.30)/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

6、设计值：工作状态下：最大压力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(777+60)/4+1.35(2832.13+22.491.30)/2.97=1583.37kN最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L=1.35(777+60)/4-1.35(2832.13+22.491.30)/2.97=-1018.39kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35777/4+1.35(3176.83+70.181.30)/2.97=1748.02kN最大拔力 Ni=1.35Fk/

7、n-1.35(Mk+Fvkh)/L=1.35777/4-1.35(3176.83+70.181.30)/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)。由于非工作状态下，承台正弯矩最大：Mx=My=21748.020.25=874.01kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2-1223.540.25=-611.77kN.m3. 配筋计算根据混凝土结构设计规GB50010-2

8、010第6.2.10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=874.01106/(1.00016.7003000.00012502)=0.0112=1-(1-20.0112)0.5=0.0112 s=1-0.0112/2=0.9944 As=874.01106/(0.99441250.0360.0)=1953.2mm2顶部配筋计算: s=611.77106/(1.00016.7003000.00

9、012502)=0.0078=1-(1-20.0078)0.5=0.0078 s=1-0.0078/2=0.9944 As=611.77106/(0.99611250.0360.0)=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(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：式中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft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

10、，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，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(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=1.351367.95=1846.74kN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0.75 fc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。

11、桩身受拉计算，依据建筑桩基技术规JGJ94-2008 第5.8.7条 受拉承载力计算，最大拉力 N=1.35Qkmin=-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. 桩竖向承载力验算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)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

12、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（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.

13、85+9.75.5+9.316+3.322+13.811+7.8523)+4000.50=1762.06kN由于: Ra = 1762.06 Qk = 282.38,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra = 2114.47 Qkmax = 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/T 187-2009)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：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=2.51(0.7502.85+0.7509.75.5+0

14、.7509.316+0.7503.322+0.75013.811+0.7007.8523)=1265.554kN Gp=0.503(46.7525-46.7510)=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(GB50017-2011)。1. 格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.460.46m；主肢选用:16号角钢bdr=1601016mm；缀板选用(mm):0.010.40主肢的截面力学参数为 A0=31.50cm2，Z0=4.31cm，Ix0=779.53cm4，Iy0=779.53cm4；格

15、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=4779.53+31.50(46/2-4.31)2=47134.74cm4；Iy=4779.53+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x=46.53,y=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

16、=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+50.462/80.5=0.37m。1=9.00/0.37=24.44。换算长细比计算公式：经过计算得到kx=52.56,ky=52.56。3. 格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面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=1846.74kN； A 格构柱横截面的毛截面面积，取431.50cm2； 轴心受压构件弯矩作用平面的稳定系数；根据换算长细比 0x=52.56，0y=52.56150 满足要求! 查钢结构设计规得到x=0.85,y=0.85。X方向： N/A=1846737/(0.8512600.8)=173215.00 N/mm2 满足要求! Y方向： N/A=1846737/(0.8512600.8)=173215.00 N/mm2 满足要求! 4. 格构分肢的长细比验算：由于格构形式采用，分肢选取16号角钢bdr=1601016mm，其回转半径i=32mm。1=L/i=700/32=21.880.50x=26.28 且小于等于40 满足要求! 塔吊计算满足要求！