全套7种塔吊基础计算方案

一、塔吊单桩基础计算书塔吊桩基础的计算书一参数信息塔吊型号QT60,自重包括压重F124500KN,最大起重荷载F26000KN塔吊倾覆力距M60000KNM,塔吊起重高度H5000M,塔身宽度B160M混凝土强度C35,钢筋级别级,混凝土的弹性模量EC1450000N/MM2桩直径或方桩边长D250M,地基土水平抗力系数M800MN/M4桩顶面水平力H010000KN,保护层厚度50MM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F124500KN2塔吊最大起重荷载F26000KN作用于桩基承台顶面的竖向力F12F1F236600KN塔吊的倾覆力矩M146000084000KNM三桩身最大弯矩计算计算简图1按照M法计算桩身最大弯矩计算依据建筑桩基础技术规范JGJ9494的第545条，并参考桩基础的设计方法与施工技术。1计算桩的水平变形系数1/M其中M地基土水平抗力系数；B0桩的计算宽度，B0315M。E抗弯弹性模量，E067EC971500N/MM2；I截面惯性矩，I192M4；经计算得到桩的水平变形系数0271/M2计算DVDV10000/027840000453由DV查表得KM1214计算MMAX经计算得到桩的最大弯矩值MMAX84000121101887KNM。由DV查表得最大弯矩深度Z074/027278M。四桩配筋计算依据混凝土结构设计规范GB500102002第738条。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算1偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算式中L0桩的计算长度，取L0400M；H截面高度，取H250M；H0截面有效高度，取H0250M；1偏心受压构件的截面曲率修正系数解得1100A构件的截面面积，取A491M2；2构件长细比对截面曲率的影响系数,当L0/H0625时，取T0由上两式计算结果只需构造配筋五桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范JGJ9494的第5223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N36600KN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式其中QUK最大极限承载力标准值；QSK单桩总极限侧阻力标准值；QPK单桩总极限端阻力标准值；QSIK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，U7854M；AP桩端面积,取AP491M2；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土类别1222500粘性土或粉土2213500粘性土或粉土3061675砂土或碎石类土由于桩的入土深度为4M,所以桩端是在第2层土层。最大压力验算R78522210021310007550000491239576KN上式计算的R的值大于最大压力36600KN,所以满足要求二、塔吊十字交叉梁基础计算书十字交叉梁的计算书一参数信息塔吊型号QT60,自重包括压重F124500KN,最大起重荷载F26000KN塔吊倾覆力距M60000KNM,塔吊起重高度H3700M,塔身宽度B16M混凝土强度C35,钢筋级别级,桩直径或方桩边长D050M桩间距3000MM交叉梁的宽度300MM,交叉梁的高度500MM,保护层厚度50MM二塔吊对交叉梁中心作用力的计算1塔吊自重包括压重F124500KN2塔吊最大起重荷载F26000KN作用于塔吊的竖向力F12F1F236600KN塔吊的倾覆力矩M146000084000KNM三交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算计算简图十字交叉梁计算模型最大弯矩M方向与十字交叉梁平行。两段梁四个支点力分别为RAN/43M/2LRBN/43M/2LRCN/4RDN/4两段梁的最大弯矩分别为M1NLB2/16LM/2M2NLB2/16L得到最大支座力为RMAXRB,最大弯矩为MMAXM1。桩顶竖向力RMAXRMAXN/43M/2L366003818/4384000/242439807KN交叉梁得最大弯矩MMAXMMAXNLB2/16LM/23660038184242262/1642484000/244334KNM四交叉梁截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范GB500102002第72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10,当混凝土强度等级为C80时，1取为094,期间按线性内插法确定；FC混凝土抗压强度设计值；H0交叉梁的有效计算高度。FY钢筋受拉强度设计值，FY300N/MM2。经过计算得S44334106/10016703000045000204371120437050645S10645/20677ASXASY44334106/06774500030000484721MM2。五桩承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范JGJ9494的第411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N39807KN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10；FC混凝土轴心抗压强度设计值，FC1670N/MM2；A桩的截面面积，A0165M2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋七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JGJ9494的第5223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N39807KN桩竖向极限承载力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，U1571M；AP桩端面积,取AP016M2；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1224825粘性土238651900粘性土34644350砂类土中挤土群桩由于桩的入土深度为3M,所以桩端是在第2层土层。最大压力验算R15722408186508/165164190000016/16541391KN上式计算的R的值大于最大压力39807KN,所以满足要求三、塔吊三附着计算塔吊附着计算塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。一、支座力计算塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下风荷载取值Q010KN/M塔吊的最大倾覆力矩M500KNM100M100M100M200MQM计算结果NW68394KN二、附着杆内力计算计算简图计算单元的平衡方程为其中三、第一种工况的计算塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。将上面的方程组求解，其中从0360循环，分别取正负两种情况，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力杆1的最大轴向压力为9196KN杆2的最大轴向压力为0KN杆3的最大轴向压力为6054KN杆1的最大轴向拉力为4482KN杆2的最大轴向拉力为2485KN杆3的最大轴向拉力为7625KN四、第二种工况的计算塔机非工作状态，风向顺着起重臂，不考虑扭矩的影响。将上面的方程组求解，其中45,135,225,315，MW0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。杆1的最大轴向压力为6829KN杆2的最大轴向压力为0KN杆3的最大轴向压力为5245KN杆1的最大轴向拉力为4390KN杆2的最大轴向拉力为000KN杆3的最大轴向拉力为6275KN五、附着杆强度验算1杆件轴心受拉强度验算验算公式N/ANF其中N为杆件的最大轴向拉力,取N7625KN；为杆件的受拉应力；AN为杆件的的截面面积，本工程选取的是14号工字钢,查表可知AN2150MM2；经计算，杆件的最大受拉应力76251000/21503547N/MM2。最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力216N/MM2,满足要求2杆件轴心受压强度验算验算公式N/ANF其中为杆件的受压应力；N为杆件的轴向压力,杆1取N9196KN；杆2取N000KN；杆3取N6054KN；AN为杆件的的截面面积，本工程选取的是14号工字钢,查表可知AN2150MM2；为杆件的受压稳定系数,是根据查表计算得,杆1取0732,杆2取0459,杆3取0732；杆件长细比,杆1取73657,杆2取116462,杆3取73657。经计算，杆件的最大受压应力5843N/MM2。最大压应力不大于拉杆的允许压应力216N/MM2,满足要求六、附着支座连接的计算附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定1预埋螺栓必须用Q235钢制作；2附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；3预埋螺栓的直径大于24MM；4预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求其中N为预埋螺栓数量；D为预埋螺栓直径；L为预埋螺栓埋入长度；F为预埋螺栓与混凝土粘接强度（C20为15N/MM2，C30为30N/MM2）；N为附着杆的轴向力。5预埋螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋螺栓埋入长度不少于15D；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。七、附着设计与施工的注意事项锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则1附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处；2对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；3在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；4附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。四、塔吊天然基础计算书塔吊天然基础的计算书一参数信息塔吊型号QT60,自重包括压重F124500KN，最大起重荷载F26000KN，塔吊倾覆力距M60000KNM，塔吊起重高度H3700M，塔身宽度B160M，混凝土强度等级C35，基础埋深D200M，基础最小厚度H150M，基础最小宽度BC500M，二基础最小尺寸计算基础的最小厚度取H150M基础的最小宽度取BC500M三塔吊基础承载力计算依据建筑地基基础设计规范GB500072002第52条承载力计算。计算简图当不考虑附着时的基础设计值计算公式当考虑附着时的基础设计值计算公式当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式式中F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F1230536600KN；G基础自重与基础上面的土的自重，G12250BCBCHC200BCBCD232500KN；BC基础底面的宽度，取BC500M；W基础底面的抵抗矩，WBCBCBC/62083M3；M倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M146000084000KNM；A合力作用点至基础底面最大压力边缘距离M，按下式计算A500/284000/36600232500219M。经过计算得到无附着的最大压力设计值PMAX36600232500/500284000/208314796KPA无附着的最小压力设计值PMIN36600232500/500284000/20836732KPA有附着的压力设计值P36600232500/500210764KPA偏心距较大时压力设计值PKMAX236600232500/350021916400KPA四地基基础承载力验算地基基础承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范GB500072002第523条。计算公式如下其中FA修正后的地基承载力特征值KN/M2；FAK地基承载力特征值，取000KN/M2；B基础宽度地基承载力修正系数，取000；D基础埋深地基承载力修正系数，取000；基础底面以下土的重度，取2000KN/M3；M基础底面以上土的重度，取2000KN/M3；B基础底面宽度，取500M；D基础埋深度,取200M。解得地基承载力设计值FA000KPA实际计算取的地基承载力设计值为FA18000KPA地基承载力特征值FA大于最大压力设计值PMAX14796KPA，满足要求地基承载力特征值12FA大于偏心距较大时的压力设计值PKMAX164KPA，满足要求五受冲切承载力验算依据建筑地基基础设计规范GB500072002第827条。验算公式如下式中HP受冲切承载力截面高度影响系数，取HP094；FT混凝土轴心抗拉强度设计值，取FT157KPA；AM冲切破坏锥体最不利一侧计算长度AM1601602150/2310M；H0承台的有效高度，取H0145M；PJ最大压力设计值，取PJ16400KPA；FL实际冲切承载力FL16400500460020/215744KN。允许冲切力0709415731001450464360470N464360KN实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求六承台配筋计算依据建筑地基基础设计规范GB500072002第827条。1抗弯计算，计算公式如下式中A1截面II至基底边缘的距离，取A1170M；P截面II处的基底反力P164003160170/316010591KPA；A截面II在基底的投影长度,取A160M。经过计算得M1702250016016400105912232500/50021640010591500/1230436KNM。2配筋面积计算,公式如下依据建筑地基基础设计规范GB500072002第72条。式中1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为10,当混凝土强度等级为C80时，1取为094,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。经过计算得S30436106/10016705001031450200021120002050002S10002/20999AS30436106/099914503000070029MM2。由于最小配筋率为015,所以最小配筋面积为11250MM2。故取AS11250MM2。五、塔吊三桩基础计算书塔吊三桩基础的计算书一参数信息塔吊型号QT60,自重包括压重F124500KN,最大起重荷载F26000KN塔吊倾覆力距M60000KNM,塔吊起重高度H5000M,塔身宽度B250M混凝土强度C35,钢筋级别级,承台边长LC500M桩直径或方桩边长D050M,桩间距A400M,承台厚度HC080M基础埋深D150M,承台箍筋间距S200MM,保护层厚度50MM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F124500KN2塔吊最大起重荷载F26000KN作用于桩基承台顶面的竖向力F12F1F236600KN塔吊的倾覆力矩M146000084000KNM三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技术规范JGJ9494的第511条其中F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F123050036600KN；G桩基承台的自重，G12（2501732BCBCHC/42001732BCBCD/464950KN；MX,MY承台底面的弯矩设计值KNM；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N3660064950/3840004001732/3/4001732/3224001732/6258098KN没有抗拔力2矩形承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范JGJ9494的第5622条其中MX,MY计算截面处XY方向的弯矩设计值KNM；X1,Y1单桩相对承台计算轴的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，NI1NIG/N。经过计算得到弯矩设计值MX5809864950/31732400/312538611KNM由于MY小于MX，为配筋方便，所以取MYMX38611KNM四矩形承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范GB500102002第72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10,当混凝土强度等级为C80时，1取为094,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，FY300N/MM2。经过计算得S38611106/100167050000075000200081120008050008S10008/20996ASXASY38611106/09967500030000172314MM2。五矩形承台截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范JGJ9494的第568条和第5611条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V58098KN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10；剪切系数,004；FC混凝土轴心抗压强度设计值，FC1670N/MM2；B0承台计算截面处的计算宽度，B05000MM；H0承台计算截面处的计算高度，H0750MM；FY钢筋受拉强度设计值，FY30000N/MM2；S箍筋的间距，S200MM。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋六桩承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范JGJ9494的第411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N58098KN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10；FC混凝土轴心抗压强度设计值，FC1670N/MM2；A桩的截面面积，A0165M2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋七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JGJ9494的第5223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N58098KN桩竖向极限承载力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，U1571M；AP桩端面积,取AP016M2；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1224825粘性土23285825非饱和粘性土33334350砂类土中挤土群桩由于桩的入土深度为8M,所以桩端是在第3层土层。最大压力验算R15722413285105333105/165129435000016/16579056KN上式计算的R的值大于最大压力58098KN,所以满足要求六、塔吊四桩基础计算书塔吊四桩基础的计算书一参数信息塔吊型号QT60,自重包括压重F124500KN,最大起重荷载F26000KN塔吊倾覆力距M60000KNM,塔吊起重高度H4500M,塔身宽度B16M混凝土强度C35,钢筋级别级,承台长度LC或宽度BC500M桩直径或方桩边长D050M,桩间距A400M,承台厚度HC080M基础埋深D150M,承台箍筋间距S200MM,保护层厚度50MM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F124500KN2塔吊最大起重荷载F26000KN作用于桩基承台顶面的竖向力F12F1F236600KN塔吊的倾覆力矩M146000084000KNM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技术规范JGJ9494的第511条其中N单桩个数，N4；F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F123050036600KN；G桩基承台的自重，G12（250BCBCHC200BCBCD150000KN；MX,MY承台底面的弯矩设计值KNM；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N36600150000/4840004001414/2/24001414/2261501KN没有抗拔力2矩形承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范JGJ9494的第561条其中MX1,MY1计算截面处XY方向的弯矩设计值KNM；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，NI1NIG/N。经过计算得到弯矩设计值N36600150000/484000400/2/4400/2257150KNMX1MY1257150150000/420008047160KNM四矩形承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范GB500102002第72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10,当混凝土强度等级为C80时，1取为094,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，FY300N/MM2。经过计算得S47160106/100167050000075000200101120010050010S10010/20995ASXASY47160106/09957500030000210663MM2。五矩形承台截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范JGJ9494的第568条和第5611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V61501KN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10；剪切系数,008；FC混凝土轴心抗压强度设计值，FC1670N/MM2；B0承台计算截面处的计算宽度，B05000MM；H0承台计算截面处的计算高度，H0750MM；FY钢筋受拉强度设计值，FY30000N/MM2；S箍筋的间距，S200MM。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋六桩承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范JGJ9494的第411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N61501KN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10；FC混凝土轴心抗压强度设计值，FC1670N/MM2；A桩的截面面积，A0165M2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋七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JGJ9494的第5223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N61501KN桩竖向极限承载力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，U1571M；AP桩端面积,取AP016M2；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115241270粘性土235331900粘性土356643150砂类土中挤土群桩由于桩的入土深度为9M,所以桩端是在第3层土层。最大压力验算R1571524135331464105/165126315000016/16579833KN上式计算的R的值大于最大压力61501KN,所以满足要求七、塔吊四附着计算塔吊附着计算塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。一、支座力计算塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下风荷载取值Q010KN/M塔吊的最大倾覆力矩M500KNM100M100M100M200MQM计算结果NW68394KN二、附着杆内力计算塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力计算简图方法的基本方程计算过程如下其中1P为静定结构的位移；TI0为F1时各杆件的轴向力；TI为在外力M和P作用下时各杆件的轴