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=3×3×1.30×25=292.5kN 承台受浮力：Flk=3×3×0.80×10=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) =0.8

3、5;1.49×1.95×1.674×0.2=0.78kN/m2 =1.2×0.78×0.35×1.6=0.52kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.52×43.00=22.49kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×22.49×43.00=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) =0.8×1.55

4、5;1.95×1.674×0.60=2.43kN/m2 =1.2×2.43×0.35×1.60=1.63kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=1.63×43.00=70.18kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×70.18×43.00=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

5、 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+Fvk×h)/L =(777+292.5)/4+(3176.83+70.18×1.30)/2.97=1367.95kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(777+292.5-72)/4-(3176.83+70.18×1.30)/2.97=-851.20kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(777+292

6、.50+60)/4=282.38kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(777+292.5+60)/4+(2832.13+22.49×1.30)/2.97=1245.99kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(777+292.5+60-72)/4-(2832.13+22.49×1.30)/2.97=-699.24kN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 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35&

7、#215;(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(777+60)/4+1.35×(2832.13+22.49×1.30)/2.97=1583.37kN最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(777+60)/4-1.35×(2832.13+22.49×1.30)/2.97=-1018.39kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×777/4+

8、1.35×(3176.83+70.18×1.30)/2.97=1748.02kN最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×777/4-1.35×(3176.83+70.18×1.30)/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，

9、承台正弯矩最大： Mx=My=2×1748.02×0.25=874.01kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2×-1223.54×0.25=-611.77kN.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 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=874.01×106/(1.000×16.700

10、5;3000.000×12502)=0.0112 =1-(1-2×0.0112)0.5=0.0112 s=1-0.0112/2=0.9944 As=874.01×106/(0.9944×1250.0×360.0)=1953.2mm2顶部配筋计算: s=611.77×106/(1.000×16.700×3000.000×12502)=0.0078 =1-(1-2×0.0078)0.5=0.0078 s=1-0.0078/2=0.9944 As=611.77×106/(0.9961

11、5;1250.0×360.0)=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

12、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=1.35×1367.95=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=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=1.35×

13、;Qkmin=-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；

14、 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46.75m,所以桩端是在第5-1层土层。最大压力验算: Ra=2.51×(2.8×5+9.7×5.5+9.3×16+3.3×22

15、+13.8×11+7.85×23)+400×0.50=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，水下部分按浮重度计； i抗拔系数；Ra=2.51×(0.750

16、15;2.8×5+0.750×9.7×5.5+0.750×9.3×16+0.750×3.3×22+0.750×13.8×11+0.700×7.85×23)=1265.554kN Gp=0.503×(46.75×25-46.75×10)=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0.4

17、6×0.46m；主肢选用:16号角钢b×d×r=160×10×16mm；缀板选用(m×m):0.01×0.40主肢的截面力学参数为 A0=31.50cm2，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=4×779.53+31.50×(46/2-4.31)2=47134.74cm4；Iy=4×779.53+31.50×(46/2-4.31)2=47134.74cm

18、4；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=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+5×0.462/80.5=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4×31.50cm2； 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=52.561