TC6515塔吊桩基础的计算书最终.docx

1、TC6515塔吊桩基础的计算书最终F2=120.00kN 塔吊倾覆力距: M=5660.00kN.m 塔吊起重高度: H=60.00m 塔身宽度: B=2.00m 桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 30mm 矩形承台边长: 6.50m 承台厚度: Hc=1.400m 承台箍筋间距: S=180mm 承台钢筋级别: 级 承台预埋件埋深:h=0.00m 桩直径: d=0.800m 桩间距: a=4.30m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 33.85 桩型与工艺: 大直径灌注桩(清底干净)注：塔吊计算倾覆力距塔吊自身弯矩塔吊水平力作用于格构柱产生的弯矩4304145*9.

2、355660kN.m 1.1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=978.00kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=120.00kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2(F1+F2)=1317.60kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.45660.00=7924.00kN.m1.2矩形承台弯矩的计算 计算简图： 图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。1.2.1桩顶竖向力的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条) 其中 n单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.21098.00=1317.60kN

3、； G桩基承台的自重，G=1.2（25.0BcBcHc+20.0BcBcD)=1774.50kN； Mx,My承台底面的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni单桩桩顶竖向力设计值(kN)。 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:最大压力： N=(1316.88+1774.50)/4+7924.00(4.301.414/2)/2(4.301.414/2)2=2076.09kN 最大拔力： N=(1316.88+1774.50)/4-7924.00(4.30/2)/4(4.30/2)2=-148.55kN1.2.2矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩技术规范JGJ9

4、4-94的第5.6.1条) 其中 Mx1,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)； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值： N=(1316.88+1774.50)/4+7924.00(4.30/2)/4(4.30/2)2=1694.24kN Mx1=My1=2(1694.24-1774.50/4)(2.15-1.00)=2876.42kN.m1.3矩形承台截面主筋的计算 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

5、强度不超过C50时，1取为1.0 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=300N/mm2。 经过计算得 s=2876.42106/(1.0016.706500.001370.002)=0.014 =1-(1-20.014)0.5=0.014 s=1-0.014/2=0.993 Asx= Asy=2876.42106/(0.9931370.00300.00)=7048.69mm2。根据计算结果和塔吊说明: TC6515承台配置双层双向二级螺纹钢25180, Asx=Asy=17172mm27048.69mm2。1.4矩形承台截面抗剪切计算 依据建筑桩技术

6、规范(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。 根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 记为V=2076.09kN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： 其中 0建筑桩基重要性系数，取1.0； 剪切系数,=0.14； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； b0承台计算截面处的计算宽度，b0=6500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1370mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； S箍筋的间距，S=180mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!1.5桩承载力验

7、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=2076.09kN 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=0.503m2。 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!1.6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=2076.09kN 桩竖向极限承载力

8、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=2.513m； 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 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 3.65

9、 15 0 松散粉土 2 5.7 25 0 松散粉土 3 12.5 35 775 松散粉土 4 4.9 52 850 密实粉土 5 3.1 75 1200 密实粉土 6 4 80 2200 密实粉土 由于桩的入土深度为33.85m,所以桩端是在第6层土层。 最大压力验算: R=2.51(3.65151.08255+5.7251.08255+12.5351.08255+4.952.97945+3.175.97945+4801.031)/1.65+1.092200.000.50/1.65=3008.11kN 上式计算的R的值大于最大压力2076.09kN,所以满足要求!1.7桩抗拔承载力验算 桩抗

10、拔承载力验算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.7条 桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 Uk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得: Ugk=20.4(3.6515.75+5.725.75+12.535.75+4.952.75+3.175.75+480.7)/4=5434.24kN Ggp=20.433.8522/4=3797.97kN Uk=2.51(3.6515.75+5.725.75+12.535.75+4.952.75+3.175.75+480.7)=2677.99kN Gp=2.5133.8525=2126.86kN 由于: 5434.24/1.6

11、5+3797.97=148.55 满足要求! 由于: 2677.99/1.65+2126.86=148.55 满足要求!1.8桩式基础格构柱计算(依据钢结构设计规范GB50017-2003)1.8.1 格构柱截面的力学特性 格构柱的截面尺寸为0.430.43m； 主肢选用:18号角钢bdr=1801818mm； 缀板选用(mm):0.200.20 主肢的截面力学参数为 A0=61.96cm2，Z0=5.13cm，Ix0=1875.12cm4，Iy0=1875.12cm4； 格构柱截面示意图 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=41875.12+

12、61.96(43/2-5.13)2=73910.52cm4； Iy=41875.12+61.96(43/2-5.13)2=73910.52cm4；1.8.2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9.35m； I 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=73910.52cm4，Iy=73910.52cm4； A0 一个主肢的截面面积，取61.96cm2。 经过计算得到x=54.14,y=54.14。 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=0.20m。 h 缀板长度，取 h=0.40m。 a1 格构架截面长，取 a1=0.43m。

13、 经过计算得 i1=(0.202+0.202)/48+50.432/80.5=0.34m。 1=9.35/0.34=27.31。 换算长细比计算公式： 经过计算得到kx=60.64,ky=60.64。1.8.3格构柱的整体稳定性计算 格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式： 其中 N 轴心压力的计算值(kN)；取 N=2076.09kN； A 格构柱横截面的毛截面面积，取461.96cm2； 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数； 根据换算长细比 0x=60.64,0y=60.64,查钢结构设计规范得到x=0.81,y=0.81。 经过计算得到 X方向的强度值为103.8N/mm2，不大于

14、设计强度177N/mm2,所以满足要求! Y方向的强度值为103.8N/mm2，不大于设计强度177N/mm2,所以满足要求! 1.8.4格构柱之间斜支撑受力计算取塔机水平力进行计算：V=145Kn，斜支撑与水平面的夹角为240因塔机水平力作用于两根斜支撑上：V=V/2=145/2=77.5Kn斜支撑的轴心压力为：F=V/cos240=84.8Kn斜支撑为【20，查表得截面参数为：A=28.83cm2，ix=7.86cm，iy=2.11cm长细比：=l/iy=4237/2/21.1=100.4按b类截面查得：=0.552=N/(A)=84800/(0.552*2883)=53.9MPa177M

15、Pa所以：格构柱之间斜支撑满足受力要求。1.8.5格构柱之间斜支撑焊缝计算斜支撑的轴心压力为：81Kn，焊缝宽度：7mm 焊缝有效厚度He=焊缝宽度Hf0.7=4.9mm 焊缝长度Lw219mm，到210mm计算根据角焊缝的强度公式：f=N/(HeLw)代入数据，得：f=84800/210/4.9=82.4N/ mm2满足受力要求！1.8.6格构柱对承台的抗冲切:荷载值，F=2076.09kN：截面高度影响系数，取1.0:混凝土轴心抗拉强度设计值，取1.57N/mm2：临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，取1.0：局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数，取1.0：临界截面的周长:距离局部荷载或集中反力作用面积周边h0/2处板垂直截面的最不利周长，=4*1230=4720mm:截面有效高度，=800mmF=2076090Kn=(0.7*1*1.57+0.15*1)*1*4720*800=4716000Kn满足受力要求！