8号塔吊矩形板式桩基础计算书.docx

1、8号塔吊矩形板式桩基础计算书8号塔吊矩形板式桩基础计算书 计算依据： 1、塔式起重机混凝土基础工程技术标准JGJ/T187-2019 2、混凝土结构设计规范GB50010-2010 3、建筑桩基技术规范JGJ94-2008 4、建筑地基基础设计规范GB50007-2011 一、塔机属性塔机型号XGT6015A-8S塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40塔机独立状态的计算高度H(m)43塔身桁架结构角钢塔身桁架结构宽度B(m)1.6 二、塔机荷载 1、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)505起重荷载标准值Fqk(kN)73竖向荷载标准值Fk(kN)578水平荷载标准值

2、Fvk(kN)29倾覆力矩标准值Mk(kNm)1842非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)505水平荷载标准值Fvk(kN)107倾覆力矩标准值Mk(kNm)1976 2、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.35Fk11.35505681.75起重荷载设计值FQ(kN)1.35Fqk1.357398.55竖向荷载设计值F(kN)681.75+98.55780.3水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.352939.15倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.3518422486.7非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.35Fk1.35505681.75水平荷载设

3、计值Fv(kN)1.35Fvk1.35107144.45倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.3519762667.6 三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.5承台长l(m)5承台宽b(m)5承台长向桩心距al(m)3.2承台宽向桩心距ab(m)3.2承台参数承台混凝土等级C35承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土的重度(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁否承台底标高d1(m)-5.56基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=55(1.525+019)=937.5kN 承台及其上土的自重

4、荷载设计值：G=1.35Gk=1.35937.5=1265.625kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(3.22+3.22)0.5=4.525m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(505+937.5)/4=360.625kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(505+937.5)/4+(1976+1071.5)/4.525=832.729kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(505+937.5)/4-(1976+1071.5)/4.525=-111.479k

5、N 2、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L =(681.75+1265.625)/4+(2667.6+144.451.5)/4.525=1124.185kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(681.75+1265.625)/4-(2667.6+144.451.5)/4.525=-150.497kN 四、桩承载力验算桩参数桩类型灌注桩桩直径d(mm)600桩混凝土强度等级C35桩基成桩工艺系数C0.75桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)50桩底标高d2(m)-21.56桩有效长度lt(m)1

6、6桩配筋桩身普通钢筋配筋HRB400 1216自定义桩身承载力设计值否桩身普通钢筋配筋HRB400 1216桩裂缝计算钢筋弹性模量Es(N/mm2)200000普通钢筋相对粘结特性系数V1最大裂缝宽度lim(mm)0.2裂缝控制等级三级地基属性地下水位至地表的距离hz(m)1.33自然地面标高d(m)0是否考虑承台效应是承台效应系数c0.26土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)2素填土0.601500.501黏土0.9161000.71001黏土2.52035000.71201黏土41519000.71003粉土

7、1.62640000.7130粉质黏土3.82100.71301粉质黏土4.5242500.71501粉质黏土4.7262500.71602粉砂6.237.55000.7190 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.6=1.885m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.62/4=0.283m2 承载力计算深度：min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m fak=(2.44100+0.06130)/2.5=251.8/2.5=100.72kPa 承台底净面积：Ac=(bl-nAp)/n=(55-40.283)/4=5.967m2 复合桩基竖向承载力特征值： Ra=

8、uqsiali+qpaAp+cfakAc=0.81.885(2.4415+1.626+3.821+4.524+3.6626)+2500.283+0.26100.725.967=771.638kN Qk=360.625kNRa=771.638kN Qkmax=832.729kN1.2Ra=1.2771.638=925.966kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-111.479kN0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk=111.479kN 桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算， 桩身的重力标准值：Gp=lt(z-10)Ap=16(25-10)0

9、.283=67.92kN Ra=uiqsiali+Gp=0.81.885(0.72.4415+0.71.626+0.73.821+0.74.524+0.73.6626)+67.92=449.152kN Qk=111.479kNRa=449.152kN 满足要求！ 3、桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd2/4=123.142162/4=2413mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=1124.185kN cfcAp+0.9fyAs=(0.7516.70.283106 + 0.9(3602412.743)10-3=4326.304k

10、N Q=1124.185kNcfcAp+0.9fyAs=4326.304kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q=-Qmin=150.497kN fyAs=(3602412.743)10-3=868.588kN Q=150.497kNfyAs=868.588kN 满足要求！ 4、桩身构造配筋计算 As/Ap100%=(2412.743/(0.283106)100%=0.853%0.65% 满足要求！ 5、裂缝控制计算 裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。 (1)、纵向受拉钢筋配筋率 有效受拉混凝土截面面积：Ate=d2/4=6002/4=28274

11、3mm2 As/Ate=2412.743/282743=0.009 0.01 取te=0.01 (2)、纵向钢筋等效应力 sk=Qk/As=111.479103/2412.743=46.204N/mm2 (3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65ftk/(tesk)=1.1-0.652.2/(0.0146.204)=-1.995 取=0.2 (4)、受拉区纵向钢筋的等效直径 dep=nidi2/niidi=(12162+)/(12116)=16mm (5)、最大裂缝宽度 max=crsk(1.9c+0.08dep/te)/Es=2.70.246.204(1.950+0.081

12、6/0.01)/200000=0.028mmlim=0.2mm 满足要求！ 五、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB400 25200承台底部短向配筋HRB400 25200承台顶部长向配筋HRB400 25200承台顶部短向配筋HRB400 25200 1、荷载计算 承台计算不计承台及上土自重: Fmax=F/n+M/L =681.75/4+2667.6/4.525=759.899kN Fmin=F/n-M/L =681.75/4-2667.6/4.525=-419.024kN 承台底部所受最大弯矩: Mx= Fmax (ab-B)/2=759.899(3.2-1.6)/2=607.92k

13、N.m My= Fmax (al-B)/2=759.899(3.2-1.6)/2=607.92kN.m 承台顶部所受最大弯矩: Mx= Fmin (ab-B)/2=-419.024(3.2-1.6)/2=-335.22kN.m My= Fmin (al-B)/2=-419.024(3.2-1.6)/2=-335.22kN.m 计算底部配筋时：承台有效高度：h0=1500-50-25/2=1438mm 计算顶部配筋时：承台有效高度：h0=1500-50-25/2=1438mm 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=681.75/4 + 2667.6/4.525=759.899kN 受剪切承载力截面

14、高度影响系数：hs=(800/1438)1/4=0.864 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3.2-1.6-0.6)/2=0.5m a1l=(al-B-d)/2=(3.2-1.6-0.6)/2=0.5m 剪跨比：b=a1b/h0=500/1438=0.348，取b=0.348； l= a1l/h0=500/1438=0.348，取l=0.348； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.348+1)=1.299 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.348+1)=1.299 hsbftbh0=0.8641.2991.5710351.438=1

15、2659.148kN hslftlh0=0.8641.2991.5710351.438=12659.148kN V=759.899kNmin(hsbftbh0， hslftlh0)=12659.148kN 满足要求！ 3、受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+21.438=4.476m ab=3.2mB+2h0=4.476m，al=3.2mB+2h0=4.476m 角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！ 4、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积 S1= My/(1fcbh02)=607.92106/(116.7500014382)=0.004 1=1-(1

16、-2S1)0.5=1-(1-20.004)0.5=0.004 S1=1-1/2=1-0.004/2=0.998 AS1=My/(S1h0fy1)=607.92106/(0.9981438360)=1177mm2 最小配筋率：=0.15% 承台底需要配筋：A1=max(AS1, bh0)=max(1177,0.001550001438)=10785mm2 承台底长向实际配筋：AS1=12763mm2A1=10785mm2 满足要求！ (2)、承台底面短向配筋面积 S2= Mx/(2fclh02)=607.92106/(116.7500014382)=0.004 2=1-(1-2S2)0.5=1-

17、(1-20.004)0.5=0.004 S2=1-2/2=1-0.004/2=0.998 AS2=Mx/(S2h0fy1)=607.92106/(0.9981438360)=1177mm2 最小配筋率：=0.15% 承台底需要配筋：A2=max(AS2, lh0)=max(1177,0.001550001438)=10785mm2 承台底短向实际配筋：AS2=12763mm2A2=10785mm2 满足要求！ (3)、承台顶面长向配筋面积 S1= My/(1fcbh02)=335.22106/(116.7500014382)=0.002 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.002)0

18、.5=0.002 S1=1-1/2=1-0.002/2=0.999 AS3=My/(S1h0fy1)=335.22106/(0.9991438360)=649mm2 最小配筋率：=0.15% 承台顶需要配筋：A3=max(AS3, bh0,0.5AS1)=max(649,0.001550001438,0.512763)=10785mm2 承台顶长向实际配筋：AS3=12763mm2A3=10785mm2 满足要求！ (4)、承台顶面短向配筋面积 S2= Mx/(2fclh02)=335.22106/(116.7500014382)=0.002 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.002)0.5=0.002 S2=1-2/2=1-0.002/2=0.999 AS4=Mx/(S2h0fy1)=335.22106/(0.9991438360)=649mm2 最小配筋率：=0.15% 承台顶需要配筋：A4=max(AS4, lh0,0.5AS2 )=max(649,0.001550001438,0.5 12763)=10785mm2 承台顶面短向配筋：AS4=12763mm2A4=10785mm2 满足要求！ (5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向HRB400 10600。 六、配筋示意图承台配筋图 桩配筋图 基础立面图