QTZ-80-TC6013塔吊桩基础的计算书2

塔吊桩基础的计算书

一. 参数信息

塔吊型号: QTZ（QTZ80）-TC6013 自重(包括压重):F1=910.00kN

最大起重荷载: F2=60.00kN

塔吊倾覆力距: M=4855.76kN.m 塔吊起重高度: H=62.00m

塔身宽度: B=1.80m

桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C30

保护层厚度: 50mm

矩形承台边长: 5.00m 承台厚度: Hc=1.500m

承台箍筋间距: S=180mm

承台钢筋级别: Ⅱ级 承台预埋件埋深:h=1.30m

承台顶面埋深: D=0.000m

桩直径: d=0.500m 桩间距: a=3.000m

桩钢筋级别: Ⅱ级

桩入土深度: 21.10 桩型与工艺: 预制桩

桩空心直径: 0.250m

塔吊最大起重力矩: 800kN.m 塔吊总高度: H=62.00m

基本风压: Wk=1.26kPa

塔吊主弦杆截面宽度: b=0.15m 塔身最大水平力:Vh=97kN

水平力作用高度: h=31m

标准节数: n=22

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=910.000kN

2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN

作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=970.000kN

塔吊的倾覆力矩 M=1.4×4855.760=6798.064kN.m

三. 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. 桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条)

其中 n──单桩个数，n=4；

Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=970.000kN；

Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=937.500kN；

Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；

Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN)。

经计算得到:

桩顶竖向力设计值:

最大压力：

N=1.2×(970.000+937.500)/4+6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=2174.811kN

最大拔力：

N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=-1125.686kN

桩顶竖向力标准值:

最大压力：

N=(970.000+937.500)/4+4855.760×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=1621.561kN

最大拔力：

N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=-667.811kN

2. 矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条)

其中 Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)；

xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)；

Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。

经过计算得到弯矩设计值：

压力产生的承台弯矩：

N=1.2×(970.000+937.500)/4+6798.064×(3.000/2)/[4×(3.000/2)2]=1705.261kN

Mx1=My1=2×1705.261×(1.500-0.900)=2046.313kN.m

拔力产生的承台弯矩：

N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000/2)/[4×(3.000/2)2]=-656.136kN

Mx2=My2=-2×656.136×(1.500-0.900)=-787.363kN.m

四. 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──承台的计算高度。

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。

承台底面配筋: s=2046.313×106/(1.000×1.430×5000.000×1450.0002)=0.0136 =1-(1-2×0.0136)0.5=0.0137 s=1-0.0137/2=0.9931

Asx= Asy=2046.313×106/(0.9931×1450.000×300.000)=4736.628mm2

承台顶面配筋: s=787.363×106/(1.000×1.430×5000.000×1450.0002)=0.0052 =1-(1-2×0.0052)0.5=0.0053 s=1-0.0053/2=0.9974

Asx= Asy=787.363×106/(0.9974×1450.000×300.000)=1814.795mm2。

满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!

五. 矩形承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.14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=4349.622kN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 ──计算截面的剪跨比,=1.500

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2；

b──承台计算截面处的计算宽度，b=5000mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=150mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2；

S──箍筋的间距，S=180mm。

经过计算得:

箍筋的最小配筋面积Asv=(4349.622×1000-0.700×1.430×5000×150)×180/(300.000×150)=14395.488mm2

六.桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(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=2174.811kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中 c──基桩成桩工艺系数，取0.850

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=0.1473m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值不满足要求,需桩配筋计算!

七.桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3条正截面受压承载力计算。

其中 N──桩轴向压力设计值，N=2174.811kN； ──钢筋混凝土构件的稳定系数，=1.000；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；

A──桩的截面面积，A=0.1473m2；

f'y──钢筋强度抗压强度设计值，f'y=300.000N/mm2；

A's──全部纵向钢筋截面面积。

经过计算得到纵向受压钢筋截面面积 A's=-2875.268mm2。

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=1125.686kN

经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=3752.287mm2。

综上所述,全部纵向钢筋为：3752.287mm,同时满足构造要求!2

构造规定：预制桩最小配筋率不宜小于0.8%,采用静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.4%,直径不宜小于14mm