7种塔吊基础计算.docx

1、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: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

2、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=1.4600.00=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/

3、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/(0.27840.00)=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=840.001.21=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

4、： 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/h0.625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

5、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 1 2 22 500 粘性土或粉土 2 2 13 500 粘性土或粉土 3 0 61 675 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(2221.00+2131.00)+0.75500

6、.004.91=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: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

7、=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=1.4600.00=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/2L RB=N/4+3M/2L RC=N/4 RD=N/4 两段梁的最大弯矩分别为 M1=N(L-b)2/16L+M/2 M2=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

8、840.00/(24.24)=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/(164.24)+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

9、106/(1.0016.70300.00450.002)=0.437 =1-(1-20.437)0.5=0.645 s=1-0.645/2=0.677 Asx= Asy=443.34106/(0.677450.00300.00)=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

10、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

11、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 1 2 24 825 粘性土 2 3 86.5 1900 粘性土 3 4 64 4350 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(2240.8+186.50.8)/1.65+1.641900.000.16/1.65=413.91kN 上式计算的R的值大于最大压力398.07kN,所以满足要求!

12、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

13、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：91.96 kN 杆2的最大轴向压力为：0 kN 杆3的最大轴向压力为：60.54 kN 杆1的最大轴向拉力为：44.82 kN 杆2的最大轴向拉力为：24.85 kN 杆3的最大轴向拉力为：76.25 kN 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：68.29 kN 杆2的最大轴向压力为：0 kN 杆3的最大轴向压力为：52.45 kN 杆1的最大轴向拉力为：43.90 kN 杆2的最大轴向拉力为：0.00 kN 杆3的最大轴向拉力为：62.75 kN 五、附着杆强度验算 1杆件轴心受拉强度验算 验算公式: =N/Anf 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