塔吊格构式基础3计算书600桩.docx

1、塔吊格构式基础3计算书600桩塔吊格构式基础3（勘探点JN21）计算书基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QTZ63； 标准节长度b：2.5m；塔吊自重Gt：450.8kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：高强8.8级；最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：36mm；塔吊起升高度H：40m； 塔吊地脚螺栓数目n：16个；塔身宽度B: 1.8m； 2、格构柱基本参数（品茗软件计算参数）格构柱计算长度lo：3m； 格构柱缀件类型：缀板；格构柱缀件节间长度a1：0.5m； 格构柱分肢材料类型：L75x10；格构柱基础缀件节间长度a2：3m； 格构柱钢板缀件参数:宽200mm，厚12mm；格构柱截面

2、宽度b1：0.45m； 格构柱基础缀件材料类型：L50x6；砼灌注桩（替代格构柱）基本参数（施工技术参数）采用灌注桩代替钢构件格构柱，灌注桩如下参数能满足钢格构柱设计要求：灌注桩直径：0.6m，超出地面高度lo：3.0m；桩身上部2/3配筋16 18，下部1/3配筋8 18， 182000加强筋， 8150螺旋箍；桩顶主筋锚入塔吊承台基础锚固长度；灌注桩之间，承台向下2000设置250400构造拉结梁，配筋3 16；3 16； 8150箍筋；3、基础参数桩中心距a：2.8m； 桩直径d：0.6m；桩入土深度l：19m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；桩混凝土等级：C30； 桩钢筋型号：

3、HRB335；桩钢筋直径：18mm； 承台宽度Bc：4m； 承台厚度h：1m；承台混凝土等级为：C35； 承台钢筋等级：HRB335；承台钢筋直径：20； 承台保护层厚度:50mm；承台箍筋间距：250mm； 4、塔吊计算状态参数地面粗糙类别：B类 田野乡村； 风荷载高度变化系数：1.56；主弦杆材料：圆钢； 主弦杆宽度c：127mm；非工作状态：所处城市：江苏南京市， 基本风压0：0.4 kN/m2；额定起重力矩Me：630kNm； 基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：1171.16kNm； 工作状态：所处城市：江苏南京市， 基本风压0：0.4 kN/m2，额定起重力矩Me：630k

4、Nm； 基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：939.9kNm； 非工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：Gc=25BcBch=254.004.001.00=400.00kN；作用在基础上的垂直力：Fk=Gt+Gc=450.80+400.00=850.80kN；2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值Mkmax=1171.16kNm；3、塔吊水平力计算挡风系数计算： = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.42；水平力：Vk=BH+P=0.401.8040.000.42+30.00=42.02kN；4、每根格构柱的受力计算 作用于承台顶面的作用力：F

5、k=850.80kN； Mkmax=1171.16kNm； Vk=42.02kN；图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。（1）、桩顶竖向力的计算Nik=(Fk+Gk)/nMxkxi/xj2式中：n单桩个数，n=4； Fk作用于桩基承台顶面的竖向力标准值； Gk桩基承台的自重标准值； Mxk承台底面的弯矩标准值； xi单桩相对承台中心轴的X方向距离； Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=Fk/4+(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=850.80/4+(1171.162.802-0.5)/(2(2.

6、802-0.5)2)=508.46kN；最小压力：Nkmin=Fk/4-(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=850.80/4-(1171.162.802-0.5)/(2(2.802-0.5)2)=-83.06kN；需要验算桩基础抗拔力。（2）、桩顶剪力的计算V0=1.2Vk/4=1.242.02/4=12.60kN；二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nvb=nvd2fvb/4=13.1436.002250/4=254.47kN；Nv=1.2Vk/n=1.242.02/16=3.15kN254.47kN；螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算 n1N

7、t = Nmin其中：n1塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4； Nt每一颗螺栓所受的力；Ntb=de2ftb/4=3.1432.252400/4=326.69kN；Nt=1.2Nkmin/n1=1.283.06/4.00=24.92kN326.69kN；螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算 (Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 1其中：Nv、Nt 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力； Nvb、Ntb、Ncb 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(3.15/254.47)2+(24.92/326.69)2)

8、0.5=0.08；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。三、承台验算1、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范（JGJ94-2008 ）的第5.9.1条。 Mx = Niyi My = Nixi其中 Mx,My计算截面处XY方向的弯矩设计值； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离，取(a-B)/2=(2.80-1.80)/2=0.50m； Ni1单桩桩顶竖向力设计值；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=20.50408.461.2=490.16kNm。2、螺栓粘结力锚固强度计算锚固深度计算公式: h N/dfb其中 N锚固力，即作用于螺栓的轴向拉力，N=24.92kN； d楼板螺栓

9、的直径，d=36mm； fb楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，fb=1.57N/mm2； h楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 24.92103/(3.1436.001.57)=140.34mm；构造要求：h792.00mm；螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于792.00mm。3、承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)第7.2条受弯构件承载力计算。 s = M/(1fcbh02) = 1-(1-2s)1/2 s = 1-/2 As = M/(sh0fy)式中：l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0.9

10、4,期间按线性内插法得1.00 ； fc混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2； ho承台的计算高度ho=1000.00-50.00=950.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；经过计算得：s=490.16106/(1.00016.7004.000103(950.000)2)=0.008； =1-(1-20.008)0.5=0.008； s =1-0.008/2=0.996； Asx =Asy=490.16106/(0.996950.000300)=1726.891mm2；由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:100040000.15%=6000mm2

11、；建议配筋值：HRB335钢筋， 20195。承台底面单向根数20根。实际配筋值6284mm2。4、承台斜截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.9.10条。桩对矩形承台的最大剪切力为V=610.16kN。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： Vhsftb0h0其中，b0承台计算截面处的计算宽度，b0=4000.00mm； 计算截面的剪跨比，=a/ho，此处，a=(2800.00-1800.00)/2=500.00mm， 当 3时,取=3，得=0.53； hs受剪切承载力截面高度影响系数，当h0800mm时，取h0=800mm，h02000mm时，

12、取h0=2000mm，其间按内插法取值，hs=(800/950)1/4=0.958； 承台剪切系数，=1.75/(0.526+1)=1.147； ho承台计算截面处的计算高度，ho=1000.00-50.00=950.00mm；610.16kN0.961.1471.574000950/1000=6552.67kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L75x10A =14.13cm2 i =2.26cm I =71.98cm4 z0 =2.22cm每个格构柱由4根角钢L75x10组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+A（b1/2z0）2 4=71

13、.98+14.13(45.00/2-2.22)24=23533.38cm4；An1=A4=14.134=56.52cm2；W1=Ix1/(b1/2-z0)=23533.38/(45.00/2-2.22)=1160.42cm3；ix1=(Ix1/An1)0.5=(23533.38/56.52)0.5=20.41cm；2、格构柱平面内整体强度Nmax/An1=610.16103/(56.52102)=107.95N/mm2f=300N/mm2；格构柱平面内整体强度满足要求 。3、格构柱整体稳定性验算L0x1=lo=3.00m；x1=L0x1102/ix1=3.00102/20.41=14.70；单

14、肢缀板节间长度：a1=0.50m；1=L1/iv=50.00/1.46=34.25；0x1=(x12+12)0.5=(14.702+34.252)0.5=37.27；查表：x=0.91；Nmax/(xA)=610.16103/(0.9156.52102)=118.77N/mm2f=300N/mm2；格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x1=37.27=150 满足；单肢计算长度：l01=a1=50.00cm；单肢回转半径：i1=2.26cm；单肢长细比：1=lo1/i1=50/2.26=22.120.7max=0.737.27=26.09；因截面无削弱，不必验算截面强度。分肢稳定满

15、足要求。采用灌注桩代替钢格构柱，桩径600，砼C30，桩身上部2/3配筋16 18，下部1/3配筋8 18， 182000加强筋， 8150螺旋箍；Ix1=39740.63cm4；An1=2826cm2；W1=2649.4cm3；ix1=30cm；能满足钢格构柱设计要求，不再计算。五、整体格构柱基础验算1、格构柱基础力学参数单肢格构柱力学参数：Ix1=23533.38cm4 An1=56.52cm2W1=1160.42cm3 ix1=20.41cm格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数：Ix2=Ix1+An1(b2102/2-b1102/2)24=23533.38+56.52

16、(2.80102/2-0.45102/2)24=3215450.50cm4；An2=An14=56.524=226.08cm2；W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=3215450.50/(2.80102/2-0.45102/2)=27365.54cm3；ix2=(Ix2/An2)0.5=(3215450.50/226.08)0.5=119.26cm；2、格构柱基础平面内整体强度1.2N/An+1.4Mx/(xW)=1020.96103/(226.08102)+1639.62106/(1.027365.54103)=105.07N/mm2f=300N/mm2；格构式基础平面内稳定满足要求。3、

17、格构柱基础整体稳定性验算L0x2=lo=3.00m；x2=L0x2/ix2=3.00102/119.26=2.52；An2=226.08cm2；Ady2=25.69=11.38cm2；0x2=(x22+40An2/Ady2)0.5=(2.522+40226.08/11.38)0.5=28.30；查表：x=0.94； NEX = 2EAn2/1.10x22NEX=52168.93N； 1.2N/(xA) + 1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX) f1.2N/(xA)+1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX)=44.51N/mm2f=300N/mm2；格构式基础整体稳定性满

18、足要求。4、刚度验算max=0x2=28.30=150 满足；单肢计算长度：l02=a2=300.00cm；单肢回转半径：ix1=20.41cm；单肢长细比：1=l02/ix1=300/20.41=14.7 83.063kN；Tuk/2+Gp=968.302/2+134.303=618.454kN 83.063kN；桩抗拔满足要求。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算按照构造要求配筋。As=d2/40.65%=3.146002/40.65%=1838mm22、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算经过计算得到桩抗拔满足要求，只需构造配筋！建议配筋

19、值：HRB335钢筋，8 18。实际配筋值2036 mm2。依据建筑桩基设计规范(JGJ94-2008)，箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。为保证高桩桩身侧向抗剪切强度，灌注桩直径：0.6m，超出地面高度lo：3.0m；桩身上部配筋

20、16 18，下部配筋8 18， 182000加强筋， 8150螺旋箍；工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：Gc=25BcBch=254.004.001.00=400.00kN；作用在基础上的垂直力：Fk=Gt+Gc+Q=450.80+400.00+60.00=910.80kN；2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值Mkmax=939.90kNm；3、塔吊水平力计算挡风系数计算： = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.42；水平力：Vk=BH+P=0.401.8040.000.42+30.00=42.02kN4、每根格构柱的受力计算 作用于承台顶面的作

21、用力：Fk=910.80kN； Mkmax=939.90kNm； Vk=42.02kN；图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。（1）、桩顶竖向力的计算Nik=(F+G)/nMyyi/yj2；式中：n单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面的竖向力标准值； G桩基承台的自重标准值； My承台底面的弯矩标准值； yj单桩相对承台中心轴的Y方向距离； Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=Fk/4+(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=910.80/4+(939.902.802-0.5)/(2(2.802

22、-0.5)2)=465.06kN；最小压力：Nkmin=Fk/4-(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=910.80/4-(939.902.802-0.5)/(2(2.802-0.5)2)=-9.66kN；需要验算桩基础抗拔力。（2）、桩顶剪力的计算V0=1.2V/4=1.242.02/4=12.60kN；二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nvb=nvd2fvb/4=13.1436.002250/4=254.47kN；Nv=1.2Vk/n=1.242.02/16=3.15kN254.47kN；螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算 n1Nt = Nm

23、in其中：n1塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4； Nt每一颗螺栓所受的力；Ntb=de2ftb/4=3.1432.252400/4=326.69kN；Nt=1.2Nkmin/n1=1.29.66/4.00=2.90kN326.69kN；螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算 (Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 1其中：Nv、Nt 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力； Nvb、Ntb、Ncb 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(3.15/254.47)2+(2.90/326.69)2)0.5=0.02；

24、螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。三、承台验算1、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范（JGJ94-2008 ）的第5.9.1条。 Mx = Niyi My = Nixi其中 Mx,My计算截面处XY方向的弯矩设计值； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离，取(a-B)/2=(2.80-1.80)/2=0.50m； Ni1单桩桩顶竖向力设计值；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=20.50365.061.2=438.07kNm。2、螺栓粘结力锚固强度计算锚固深度计算公式: h N/dfb其中 N锚固力，即作用于螺栓的轴向拉力，N=2.90kN； d楼板螺栓的直径，d=36mm

25、； fb楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，fb=1.57N/mm2； h楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 2.90103/(3.1436.001.57)=16.32mm；构造要求：h792.00mm；螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于792.00mm。3、承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)第7.2条受弯构件承载力计算。 s = M/(1fcbh02) = 1-(1-2s)1/2 s = 1-/2 As = M/(sh0fy)式中：l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,期间按线性内插法得1.00 ； fc混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2； ho承台的计算高度ho=1000.00-50.00=950.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；经过计算得：s=438.07106/(1.00016.7004.000103(950.000)2)=0.007； =1-(1-20.007)0.5=0.007； s =1-0.007/2=0.996； Asx =Asy=438.07106/(0.996950.000300)=1542.723mm2；由于最