QTZ80塔吊计算书

1、安全设施计算软件(2012) pkpm软件出品塔吊四桩基础的计算书 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（zj5710）塔机自重标准值:fk1=777.00kn起重荷载标准值:fqk=60kn塔吊最大起重力矩:m=810kn.m非工作状态下塔身弯矩:m=1668kn.m塔吊独立计算高度:h=43m（塔吊安装高度111.35m）塔身宽度:b=1.6m桩身混凝土等级:c30承台混凝土等级:c35保护层厚度:h=50mm矩形承台边长:h=3m承台厚度:hc=1.3m承台箍筋间距:s=200mm承台钢筋级别:hrb400承台顶面埋深:

2、d=0m桩直径:d=0.8m桩间距:a=2.1m桩钢筋级别:hrb400桩入土深度:46.75m桩型与工艺:泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩计算简图如下： 二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值 fk1=777kn2) 基础以及覆土自重标准值 gk=331.3025=292.5kn 承台受浮力：flk=330.8010=72kn3) 起重荷载标准值 fqk=60kn2. 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) =0.81.491.951.6740.2=0.78kn/m2 =1.20.780.351

3、.6=0.52kn/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.5243.00=22.49knc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.522.4943.00=483.47kn.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=0.60kn/m2) =0.81.551.951.6740.60=2.43kn/m2 =1.22.430.351.60=1.63kn/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=1.6343.00=70.18knc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.

4、5fvkh=0.570.1843.00=1508.83kn.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 mk=1668+0.9(810+483.47)=2832.13kn.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 mk=1668+1508.83=3176.83kn.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： qk=(fk+gk)/n=(777+292.50)/4=267.38kn qkmax=(fk+gk)/n+(mk+fvkh)/l =(777+292.5)/4+(3176.83+70.181.30)/2.97=1367.95kn qkmin=(fk+gk-flk)/n-(mk+fv

5、kh)/l =(777+292.5-72)/4-(3176.83+70.181.30)/2.97=-851.20kn工作状态下： qk=(fk+gk+fqk)/n=(777+292.50+60)/4=282.38kn qkmax=(fk+gk+fqk)/n+(mk+fvkh)/l =(777+292.5+60)/4+(2832.13+22.491.30)/2.97=1245.99kn qkmin=(fk+gk+fqk-flk)/n-(mk+fvkh)/l =(777+292.5+60-72)/4-(2832.13+22.491.30)/2.97=-699.24kn四. 承台受弯计算1. 荷载计

6、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 ni=1.35(fk+fqk)/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35(777+60)/4+1.35(2832.13+22.491.30)/2.97=1583.37kn最大拔力 ni=1.35(fk+fqk)/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35(777+60)/4-1.35(2832.13+22.491.30)/2.97=-1018.39kn非工作状态下：最大压力 ni=1.35fk/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35777/4+1.35(3176.83+70.181.30)/2.97=1

7、748.02kn最大拔力 ni=1.35fk/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35777/4-1.35(3176.83+70.181.30)/2.97=-1223.54kn2. 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 mx,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)； ni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： mx=my=21748.020.25=874.01kn.m承台最大负弯矩: mx=my=2-1223.540.25=-611.77kn.m

8、3. 配筋计算根据混凝土结构设计规范gb50010-2010第6.2.10条 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=360n/mm2。底部配筋计算: s=874.01106/(1.00016.7003000.00012502)=0.0112 =1-(1-20.0112)0.5=0.0112 s=1-0.0112/2=0.9944 as=874.01106/(0.99441250.0360.0)=1953.2mm2顶部配筋计算: s

9、=611.77106/(1.00016.7003000.00012502)=0.0078 =1-(1-20.0078)0.5=0.0078 s=1-0.0078/2=0.9944 as=611.77106/(0.99611250.0360.0)=1364.8mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值： vmax=1748.02kn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 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570n/mm2； b承台的计算宽度，b=3000mm； h0承台

10、计算截面处的计算高度，h0=1250mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360n/mm2； s箍筋的间距，s=200mm。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=1.351367.95=1846.74kn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0.75 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc

11、=14.3n/mm2； aps桩身截面面积，aps=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=1.35qkmin=-1149.12kn经过计算得到受拉钢筋截面面积 as=3192.013mm2。由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005mm2综上所述，全部纵向钢筋面积1005mm2八. 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，qk=282.38kn；偏向竖向力作用下，qkmax=1367.95kn.m桩基竖向

12、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 ra单桩竖向承载力特征值； qsik第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa桩端端阻力特征值，按下表取值； u桩身的周长，u=2.51m； 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:序号土层号土层名称土层厚度（约）钻孔灌注桩摩阻力标准值（kpa）桩周土摩擦力桩端土承载力12-1淤泥2.85.0022-2淤泥9.75.5033-2粘土9.31625044-1粉质粘土3.32235054-2淤泥质粘土13.81120065-1粉质粘土7.8523400由于桩的入土深度为

13、46.75m,所以桩端是在第5-1层土层。最大压力验算: ra=2.51(2.85+9.75.5+9.316+3.322+13.811+7.8523)+4000.50=1762.06kn由于: ra = 1762.06 qk = 282.38,最大压力验算满足要求!由于: 1.2ra = 2114.47 qkmax = 1367.95,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条偏向竖向力作用下，qkmin=-851.20kn.m桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式： 式中 gp桩身的重力标准值，水下部分按浮重

14、度计； i抗拔系数；ra=2.51(0.7502.85+0.7509.75.5+0.7509.316+0.7503.322+0.75013.811+0.7007.8523)=1265.554kn gp=0.503(46.7525-46.7510)=352.487kn由于: 1265.55+352.49 = 851.2，抗拔承载力满足要求!十. 桩式基础格构柱计算依据钢结构设计规范(gb50017-2011)。1. 格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.460.46m；主肢选用:16号角钢bdr=1601016mm；缀板选用(mm):0.010.40主肢的截面力学参数为 a0=31.50c

15、m2，z0=4.31cm，ix0=779.53cm4，iy0=779.53cm4；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=4779.53+31.50(46/2-4.31)2=47134.74cm4；iy=4779.53+31.50(46/2-4.31)2=47134.74cm4；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9.00m； i 格构柱的截面惯性矩，取,ix=47134.74cm4，iy=47134.74cm4； a0 一个主肢的截面面积，取31.50cm2。经过计算得到x=46.53,y=

16、46.53。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=0.01m。 h 缀板长度，取 h=0.40m。 a1 格构架截面长，取 a1=0.46m。经过计算得 i1=(0.012+0.402)/48+50.462/80.5=0.37m。1=9.00/0.37=24.44。换算长细比计算公式：经过计算得到kx=52.56,ky=52.56。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=1.35qkmax=1846.74kn； a 格构柱横截面的毛截面面积，取431.50cm2； 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=52.56，0y=52.