5#楼塔吊五桩基础的计算书

  • 格式:doc
  • 大小:74.50 KB
  • 文档页数:7

塔吊五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 塔机自重标准值:Fk1=1033.90kN起重荷载标准值:Fqk=80.00kN 塔吊最大起重力矩:M=733.7kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=-356.86kN.m 塔吊计算高度:H=140.00m塔身宽度:B=2m 桩身混凝土等级:C35承台混凝土等级:C40 保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=5.0m 承台厚度:Hc=1m承台箍筋间距:S=180mm 承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0.0m 桩直径:d=0.8m桩间距:a=3m 桩钢筋级别:HRB400桩入土深度:15m 桩型与工艺:大直径灌注桩(清底干净) 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F k1=1033.9kN2) 基础以及覆土自重标准值G k=5×5×1.00×25=625kN3) 起重荷载标准值F qk=80kN2. 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)W k=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2q sk=1.2×0.34×0.35×2=0.28kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk=q sk×H=0.28×140.00=39.55kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5F vk×H=0.5×39.55×140.00=2768.72kN.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=0.35kN/m2) W k=0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2q sk=1.2×0.59×0.35×2.00=0.49kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk=q sk×H=0.49×140.00=69.22kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5F vk×H=0.5×69.22×140.00=4845.26kN.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M k=-356.86+0.9×(733.7+2768.72)=2795.32kN.m非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值M k=-356.86+4845.26=4488.40kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下:Q k=(F k+G k)/n=(1033.9+625.00)/5=331.78kNQ kmax=(F k+G k)/n+(M k+F vk×h)/L=(1033.9+625)/5+(4488.40+69.22×1.00)/4.24=1406.18k NQ kmin=(F k+G k-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L=(1033.9+625-0)/5-(4488.40+69.22×1.00)/4.24=-742.62kN工作状态下:Q k=(F k+G k+F qk)/n=(1033.9+625.00+80)/5=347.78kNQ kmax=(F k+G k+F qk)/n+(M k+F vk×h)/L=(1033.9+625+80)/5+(2795.32+39.55×1.00)/4.24=1016.07kNQ kmin=(F k+G k+F qk-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L=(1033.9+625+80-0)/5-(2795.32+39.55×1.00)/4.24=-320.51kN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桩的竖向力反力设计值:工作状态下:最大压力 N i=1.35×(F k+F qk)/n+1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×(1033.9+80)/5+1.35×(2795.32+39.55×1.00)/4.24=1202.94kN 最大拔力 N i=1.35×(F k+F qk)/n-1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×(1033.9+80)/5-1.35×(2795.32+39.55×1.00)/4.24=-601.43kN 非工作状态下:最大压力 N i=1.35×F k/n+1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×1033.9/5+1.35×(4488.40+69.22×1.00)/4.24=1729.60kN最大拔力 N i=1.35×F k/n-1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×1033.9/5-1.35×(4488.40+69.22×1.00)/4.24=-1171.29kN 2. 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 M x,M y1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m);x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m);N i──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:M x=M y=2×1729.60×0.50=1729.60kN.m承台最大负弯矩:M x=M y=2×-1171.29×0.50=-1171.29kN.m3. 配筋计算根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条式中α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法确定;f c──混凝土抗压强度设计值;h0──承台的计算高度;f y──钢筋受拉强度设计值,f y=360N/mm2。

底部配筋计算:αs=1729.60×106/(1.000×19.100×5000.000×9502)=0.0201ξ=1-(1-2×0.0201)0.5=0.0203γs=1-0.0203/2=0.9899A s=1729.60×106/(0.9899×950.0×360.0)=5109.1mm2顶部配筋计算:αs=1171.29×106/(1.000×19.100×5000.000×9502)=0.0136ξ=1-(1-2×0.0136)0.5=0.0137γs=1-0.0137/2=0.9899A s=1171.29×106/(0.9932×950.0×360.0)=3448.4mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值: V max=1729.60kN依据《混凝土结构设计规范》(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λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500f t──混凝土轴心抗拉强度设计值,f t=1.710N/mm2;b──承台的计算宽度,b=5000mm;h0──承台计算截面处的计算高度,h0=950mm;f y──钢筋受拉强度设计值,f y=360N/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!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内,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《建筑桩基技术规范》(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=1.35×1406.18=1898.35kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:其中Ψc──基桩成桩工艺系数,取0.75f c──混凝土轴心抗压强度设计值,f c=16.7N/mm2;A ps──桩身截面面积,A ps=502655mm2。

桩身受拉计算,依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条受拉承载力计算,最大拉力N=1.35×Q kmin=-1002.54kN经过计算得到受拉钢筋截面面积 A s=2784.833mm2。

由于桩的最小配筋率为0.23%,计算得最小配筋面积为1156mm2综上所述,全部纵向钢筋面积2785mm2八. 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,Q k=347.78kN;偏心竖向力作用下,Q kmax=1406.18kN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 R a──单桩竖向承载力特征值;q sik──第i层岩石的桩侧阻力特征值;按下表取值;q pa──桩端端阻力特征值,按下表取值;u──桩身的周长,u=2.51m;A p──桩端面积,取A p=0.50m2;l i──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:序号土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 土名称1 6.9 0 0 杂土2 1.4 35 0 粘性土3 1.2 40 0 粘性土4 6.9 43 2500 粘性土5 4.1 80 4000 密实粉土由于桩的入土深度为15m,所以桩端是在第4层土层。

最大压力验算:R a=2.51×(6.9×0+1.4×35+1.2×40+5.5×43)+2500×0.50=2094.82kN由于: R a = 2094.82 > Q k = 347.78,最大压力验算满足要求!由于: 1.2R a = 2513.78 > Q kmax = 1406.18,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条偏心竖向力作用下,Q kmin=-742.62kN桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式:式中 G p──桩身的重力标准值,水下部分按浮重度计;λi──抗拔系数;R a=2.51×(0.700×6.9×0+0.700×1.4×35+0.700×1.2×40+0.700×5.5×43)=627.942kN G p=0.503×(15×25-1.1×10)=182.966kN由于: 627.94+182.97 >= 742.62,抗拔承载力满足要求!塔吊计算满足要求!。