QTZ63格构式塔吊基础专项方案含计算书

1、第六章：格构柱式塔吊根底专项施工方案1 .编制依据本工程地质勘察报告,塔吊安装使用说明书、?钢结构设计标准?GB5001A2022、 ?钢结构设计手册?第三版、?建筑结构静力计算手册?第二版、?结构荷载规范?GB5009- 2001、?混凝土结构设计标准?GB50010-2022、?建筑桩基技术规范?JGJ94 2022、?建筑地基根底设计标准?GB5000A2022等.2 .塔吊根底方案2.1 塔吊布置及根底概况本工程使用六台中联QTZ63 5610塔吊,具体位位置详附图；塔吊初次自由起升高 度35m<h0<40m,足以避开周边已有建筑物；塔吊最终高度约50m、60m、110m、

2、120m,配套相应附墙件详见塔吊安装专项方案.其中2#、3跚吊根底采用格构式根底,结合 桩基；2#、3跚吊设置4根塔吊专用的根底桩,有效桩长度必须保证12m,遇到溶洞桩加长直径800mm,桩端进入本工程地质勘察报告所述 2岩层1m.格构柱采用L140X 14角钢作为主材,进入桩内3m,详见相应图纸.地面塔吊承台采用 C40混凝土配筋, 厚度1.2m,长X宽=3.5mX3.5m.桩顶标高146.7m,承台底标高152.00m.详见后附塔吊 根底施工图纸.2.2 塔吊专用根底桩涉及土层参数引自地质勘查报告了节名称hi (m)qsik (kPa)qpk(kPa).si.p粘土 C315681.0质粘

3、土022381.0强风化白云质灰岩O3 141601.0中风化白云质灰岩O3 28.2单轴饱和抗压强度的标准值47.2Mpa表二1 丁 P土层厚度hi m重度 丫 i (kN/m 3)极限侧阻kPa压缩模量E MPa1519685.92218.1383.63426.216048.226.5单轴饱和抗压强度的标准 47.2Mpa2.3 格构柱、格构式塔吊根底施工要求1、格构柱端锚入混凝土承台长度不小于 450mr» 1/3承台厚度；混凝土强度等级不小 于C35;本工程定为格构柱端锚入混凝土承台长度700mm混凝土弓S度等级C4Q2、格构柱锚入桩基中的长度不小于2000mm并需增加箍筋和

4、主筋数量,保证焊接质 量桩混凝土等级不小于C30;本工程格构柱锚入桩基中的长度3000mm桩采用水下C30昆凝 土.3、吊插入桩孔时,应限制钢构柱的垂直与水平二个方向的偏位.特别需预防浇 捣混凝土后钢构柱的偏位,施工方案中必须有防偏位举措采用模具等定位方法.4、钢构柱尽量在工厂制作,成品后运往工地.现场焊接水平杆与斜撑杆柱间支撑 等构件,必须持有焊接上岗证,原那么上仍应由生产厂家派员施焊.5、单肢钢构柱内部需留有足够空间,浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填 充率到达95犯上.6、开挖土方时,塔机钢构柱周围的土方应分层开挖,钢构柱之间的水平与斜撑杆或 柱间支撑,连接板等构件,必须跟随挖土深

5、度而及时设置并焊接.7、塔机使用中,要经常观察钢筋混凝土连接块的变形情况；经常观察地脚螺栓松动 情况,随时拧紧；经常观察塔机的垂直度,发现超差及时纠正.3.格构式塔吊根底计算书3.1 根本参数3.1.1 塔吊根本参数塔吊型号：QZT635610;标准节长度b: 2.8m；塔吊自重Gt: 737kN 升至理论附着最高时的最重状态,加平衡配重 ,在起升40m寸自 重为51t;最大起重荷载Q: 60kN;塔吊地脚螺栓的直径d:按塔吊说明书设置；塔吊起升高度H: 40m塔吊地脚螺栓数目n：按塔吊说明书设置；塔身宽度B: 1.6m；塔吊地脚螺栓性能等级：按塔吊说明书设置；工作风压： 0.25kPa非工作

6、风压： 0.80kPa 初次起升特别说明：抗压以全重加最大弯矩计算,桩抗拔以初升 40mM的重量计算,此为最不利状 态.在塔吊升至最高时,通过设置5个附墙件,塔身弯矩传递至根底承台的数值非常小, 仅有塔身最大弯矩的2流右；设置第一道附墙件时仅有 20%£右,此时在最下端的根底主 要承受垂直压力,且届时大底板负三层楼板早已浇筑完成,受力状况大为简化,因此塔吊 在40n®始高度进一步上升后根底的受弯矩作用力状况无需进一步复核验算.计算图举例 如下：塔吊示意图受力图弯矩图综上所述,对于塔吊根底,定下如下需要验算的工况工程：®塔吊40剧升独立时,工作状态、非工作状态下最大

7、弯矩及其分别对格构柱、桩造 成的最大、最小压力；塔吊升至最高140m 本工程实际仅110济右分别对格构柱、桩的最大竖向压力3.1.2 格构柱根本参数格构柱计算长度lo : 9m；格构柱缀件节间长度ai： 0.8m；格构柱根底缀件节间长度a2： 2.4m；格构柱截面范度bi: 0.45m；单根格构柱计算自重：2t3.1.3根底参数桩中央距 SX S: 2.2mx 2.2m；桩直径d: 0.8m；桩混凝土等级：水下C30;格构柱缀件类型：缀板；格构柱分肢材料类型：L140X14;格构柱钢板缀件参数：420*300*12mm；格构柱根底缀彳材料类型：L100X10;桩入土深度l : 12m桩型匕工艺

8、：泥浆护壁钻冲孔灌注桩;桩钢筋型号：HRB335承台厚度h: 1.2m；承台钢筋等级：HRB335承台保护层厚度：25mm桩钢筋直径：20mm承台宽度 LX L: 3.5mx 3.5m；承台混凝土等级为：C40;承台钢筋直径：22mm承台钢筋间距：150mm3.1.4 塔吊计算状态参数地面粗糙类别：匚类密集建筑群,房屋较高；风荷载高度变化系数：0.73;主弦杆材料：圆钢；主弦杆宽度c： 250mm非工作状态：所处城市 湖南郴州,最大允许风压30： 0.8 kN/m2;额定起重力矩Me 600kN - m根底所受水平力P: 30kN;塔吊倾覆力矩M 552.37kN m (非工作状态下,起重力矩

9、不发生)；工作状态：所处城市：湖南郴州,最大允许风压wo： 0.25 kN/m 2,额定起重力矩Me 600kN - m根底所受水平力P: 30kN;塔吊倾覆力矩M 1089.49kN - m3.2 非工作状态下荷载计算3.2.1 塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：Gc=25X BcX BcX hx 1.2=25 义 3.50 义 3.50 X 1.20 X 1.2=441.00 kN格构柱系统自重：Gz=4X20X 1.2=96.00 kN作用在根底桩上的垂直力： N=1.2X (Gt+Gc+Gz)=1.2X(737+441+96)=1528.80kN (全高)N=1.2X(Gt+Gc

10、+Gz)=1.2X (510+441+96)=1256.4kN (初升 40m 上拔力验算用)2、塔吊风荷载计算(初升40m地处郴州,最大允许风压3=0.8 kN/m2挡风系数计算：小二(3B+2b+(4百+b2)c/Bb)挡风系数=0.87体型系数的=1.14查表得：荷载高度变化系数国=0.73高度z处的风振系数取：隹=1.0所以风荷载设计值为：2=0.7 举zX(0=0.7 X.00 1.14 0.73 0.80=0.47kN/m3、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊根底产生的弯矩计算：此=3 X X BX HX HX 0万=0)印 1.60 40.00 40.00 0.5=516.77kN m总的

11、最大弯矩值：Mnax=1.4 X (Me+M+PXh)=1.4 (516.77+30.00 1次0)=552.37kN m-4、塔吊水平力计算水平力：V=1.2 X ( X BX HX +P)=1.2 X (0.80 X1.60 乂 40.00 乂 0.87+30.00)=89.23kN5、每根格构柱的受力计算四桩根底的计算示意作用于格构柱顶面的重力作用:N=1.2X(Gt+Gc)=1.2 X (737+441)=1413.6kN.max=552.37kN mV=89.23kN作用在根底桩上的垂直力：N=1528.80kN (全高)N=1256.4kN (初升40m上拔力验算用)N=1256.

12、4kN (初升40m 压力验算用)作用在桩面弯矩 Mnax=552.37+1.4X 89.23 X 9.5 (格构柱承台高度)=1739.13 kN m 图中x轴的方向是随时变化的,计算时应根据倾覆力矩Mma最不利方向进行验算.(1)、桩顶竖向力的计算(取下述工况中的大者)0)全高140ml寸的工况(加设扶墙件,弯矩及水平力可忽略)：N=(F+G)/4= 1335.22/4=333.80 kN初升40m竖向压力验算N=(F+G)/4 土 MXyi/ 2fWyXi/ 2i2;式中：N单桩个数,n=4;F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值；G桩基承台加上格构柱的自重；M x,My 承台底面的弯矩设计

13、值；xi,y i单桩相对承台中央轴的XYJ向距离；Ni 单桩桩顶竖向力设计值；设短边方向为x方向,长边方向为y方向.确定最不利弯矩方向：设与x方向夹角为a ,那么单桩受力N=MK sin a/ (2X2.2) +M X cos a / (2X2.2);N寸 a 求导,那么得出 N =MX cos a/ (2X2.2) - M X sin a/ (2X2.2),当 N' =0 时 可以得出其极值,那么可得tg a =2.2/2.2时出现最不利工况.即sin a =0.7071 , cos a =0.7071.那么有：Mc= MnaxX cos a =1739.13 x 0.7071=12

14、29.74 kN m , M= MnaxX sin a =1739.13 X 0.7071=1229.74 kN m经计算得到单桩桩顶竖向力设计值最大压力：Nmax=1256.4/4+( 1229.74 X2.5)/(2 X2.5 2) X 2=799.33kN最小压力：Nmi=1256.4/4-(1229.74 X 2.5)/(2 X2.5 2) X2=-177.8kN需要验算桩根底抗拔力.Q)桩顶剪力的计算6V0=V/4=89.23/4=22.31kN(2)、格构柱顶竖向力的计算(取下述工况中的大者)格构柱受力明显小于桩顶,根据桩顶受力数据进行计算.3.2.2 塔吊与承台连接的螺栓验算根据

15、塔吊说明书要求设置,不再计算.3.2.3 承台验算(下述验算荷载取数均大于设计值)1、承台弯矩的计算依据?建筑桩技术标准?(JGJ94-2022 )的第5.9.1条.M xi =汇 NyiM yi = ZZNxi其中Mxi,Myi计算截面处XYJ向的弯矩设计值；xi,y i单桩相对承台中央轴的XYJ向距离取(a-B)/2=(2.50-1.60)/2=0.4500m;(取最不利值)N i1 -单桩桩顶竖向力设计值去除单根格构柱重量荷载；(Mi,附)max=2X 0.45 X (1352.74-20 ) =1199.47kN - m,2、承台截面主筋的计算依据?混凝土结构设计标准?(GB50010

16、-2022)第7.2条受弯构件承载力计算.A S = M/(油0fy)1.1.1 ,2、cs = M/( oifcbh.)6 = -<1-231/2下=1-6/2式中：a 系数,当混凝土强度不超过 C5耐,a取为1.0,当混凝土强度等级为C80 时,a取为0.94,期间按线性内插法得1.00 ;fc混凝土抗压强度设计值查表得19.10N/mn2;h o 一承台的计算高度 ho=1200.00-25.00=1175.00mm;fy钢筋受拉强度设计值,fy=300N/mrm;经过计算得：%=935.62 X106/(1.000 19.100 4.500 103 ><1175.00

17、0)2)=0.0105;=1(1-2 0;0105)0.5=0.0106;节=1-0.0106/2=0.995;Asx =Asy=1955.94 X 106/(0.995 X 1175.000 X 300)=5431mrri;由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：1200X 3500X 0.15%=6300mm建议配筋值：HRB33纲筋,20150承台底面单向根数22根.实际配筋值6912.4mm.3、承台斜截面抗剪切计算依据?建筑桩技术标准?(JGJ94-2022)的第5.9.9、5.9.10条.根据第二步的计算方案可以得到XYT向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性,记为V=89

18、3.80kN.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：似 < B cb0h0其中：建筑桩基重要性系数,取1.00;Bc承台计算截面处的计算宽度,Bc=3500.00mmh o承台计算截面处的计算高度,ho=1200.00-25.00=1175.00mm；入计算截面的剪跨比,X =a/h,此处,a=(3500.00/2-1250.00/2)-(3500.00/2-2500.00/2)=625.00mm,当 入<025时,取入=(25;当 人 >时,取入=3此处得入6574;B剪切系数,当 0.30/< 1.4 时,B=0.12/(入+0.31 1.4 &

19、lt;3.0 时,B =0.2/(入 +1.5得 B 0.137 ;fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=19.10N/mn2;WJ, 1.00 X ( 1352.74-20 ) =1352.74kN< 0.137 X 19.10 X 3500.00 X1175.00/1000=10761.18kN ;经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋！3.2.4 单肢格构柱截面验算(下述验算荷载取数均大于设计值)1、格构柱力学参数L140X14A =37.57cm2 i =4.28cm I =688.81cm4 z 0 =3.98cm每个格构柱由4根角钢L140X14组成,格构柱力学参数如下：I

20、 x1=I+A X ( b1/2 -Z0) 2 X 4=688.81+37.57 乂 (47.00/2-3.98) 2 X4=60016.49cnf;. . 2An1=AX 4=37.57 X 4=150.28cm ;W=Ixi/(b i/2-z 0)=60016.49/(47.00/2-3.98)=3074.62cmi xi=(I xi/Ani) 0.5=(60016.49/150.28) 0.5=19.98cm；2、格构柱平面内整体强度Nax/Ani=1352.74 乂 103/(150.28 乂 102)=90.01N/mnf<f=300N/mm；格构柱平面内整体强度满足要求.3、

21、格构柱整体稳定性验算Loxi=i o=9m、_2._ _ 2 2xi=L0x1 X10/ixi=9X10 /19.98=45.05;单肢缀板节间长度：ai=0.80m；为=Li/iv=80.00/2.75=29.09;姒1=( Xi2+ /12)0.5=(45.052+29.092)0.5=53.63;查表：©=0.80;Nwx/(xA)= 1352.74 xi03/(0.80 150.28 102)=112.52N/mm2<f=300N/mm2;格构柱整体稳定性满足要求.4、刚度验算2max=%xi=53.63<入=150两足；单肢计算长度：10i=ai=80.00cm

22、；单肢回转半径：i i=4.28cm；单肢长细比：为=l0i/ii=80.00/4.28=18.69<0.7 max=0.7 53.63=37.54;因截面无削弱,不必验算截面强度.分肢稳定满足要求.3.2.5 整体格构柱根底验算(下述验算荷载取数均大于设计值)1、格构柱根底力学参数单肢格构柱力学参数：Ixi=60016.49cm4Ani=150.28cm2W=3074.62cm3i xi=19.98cm格构柱根底是由四个单肢的格构柱组成的,整个根底的力学参数：Ix2=I xi+AniX(b2X 102/2-b iX 102/2) 2 X 4=60016.49+150.28 X (2.5

23、0 X 102/2-0.45 X 102/2) 2 X 4=6555582.96cn4;. ,一一 一 一 ,一 2An2=Ai X 4=150.28 X 4=601.12cm ;W=I x2/(b 2/2-b "2)=6555582.96/(2.50 乂 102/2-0.45 乂 102/2)=63956.91cm 3;i x2=(I x2/An2)0.5=(6555582.96/601.12) 0.5=104.43cm；2、格构柱根底平面内整体强度N/An+M/( MXW)= 1528.80 X 03/(601.12 102)+1352.74 X106/(1.0 63956.91

24、 >103)=46.58 N/mm 2<f=300N/mm 2;格构式根底平面内稳定满足要求.3、格构柱根底整体稳定性验算Lox2=i o=9m肪=L0x2/i x2=9 X102/88.78=10.14;, 一,一 2An2=601.12cm ;Ady2=2X10.67=21.34cm2;嬴2=(及22+40XAn2/Ady2)0.5=(10.142+40><601.12/21.34产=35.07;查表：&=0.92;N ex'=媲EAn2/1.1 箴22Nex=87532.35N;N/(&A) + 加xMx/(Wix(1-(|xN/Nex)

25、<fN/(|xA)+ 例xMx/(Wix(1-EN/NEx)=27.00N/mm2&f=300N/mn2；格构式根底整体稳定性满足要求.4、刚度验算2max=限2=35.07<入=150两足；单肢计算长度：102=a2=200.00cm；单肢回转半径：ix1=19.98cm；单肢长细比：R=l 02/ix1 =200.00/19.98=10.01<0.7 max=0.7 35.07=24.55;因截面无削弱,不必验算截面强度.刚度满足要求.3.2.6 桩承载力验算桩承载力计算依据?建筑桩技术标准?(JGJ94-2022)的第4.1.1条.根据以上的计算方案可以得到桩的

26、轴向压力设计值,取其中最大值;10N=987.58kN;桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：Y)N<fcA其中,2建筑桩基重要性系数,初=1.00;fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=14.30N/mnn；A桩的截面面积,A=tt 2/4=0.50 m2;WJ, 1.00 X987.58=987.58kN<14.30 X 0.50 义 103=7150.00kN;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！3.2.7 桩竖向极限承载力验算1 .桩的极限承载力计算桩承载力计算依据?建筑桩根底技术标准?(JGJ94-2022)的第5.3.5条各土层厚度及阻力标准值如下表序号1

27、 I2 II34hi (m)qsik (kPa)qpk(kPa).si.p5681.02381.041601.08.2单轴饱和抗压强度的标准值47.2Mpa名称粘土 C3 1质粘土02强风化白云质灰岩.3 1中风化白云质灰岩O3 2由于桩的入土深度为12.00m,所以桩端是在第4层岩层.根据土的物理指标与承载力参数之间的关系,确定大直径桩(d >800mm用桩竖向极限承载力时,按下式计算：豚=.谟+.*=以2产,沟或4 z门四3式中Quk最大极限承载力标准值Qsk单桩总极限侧阻力标准值Qpk一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qpk一极限端阻力标准值11.si、

28、.p一大直径桩的侧阻,端阻尺寸效应系数 _2Ap桩端面积,取Ap=0.503mu 桩身周长,取 u=2.513m1 i第i层土的厚度最大极限承载力：Qsk=2.51 X (1.00 X 68.00 X 5.00+1.00 X 38.00 X2+1.00 x 160.00 x 4.00+1.00 x 1200.00 x 1) =7232.96kNQpk=1.00 X 22170.00 X 0.50=1108.5kNQuk=Qsk+Qk=7232.96+1108.5=8341.46kN2 .桩的竖向承载力特征值桩承载力计算依据?建筑桩根底技术标准?(JGJ94-2022)的第5.2.2条Ra=Qj

29、k/K=8341.46/2.00=4170.73kNR=4170.73kN>987.58kN,桩的竖向极限承载力满足要求！3.2.8桩根底抗拔验算桩抗拔承载力计算依据?建筑桩根底技术标准?(JGJ94-2022)的第5.4.5条1 .单桩抗拔承载力设计值按下式计算R=Uk/2+Gp式中Uk群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值 口 = aq盘忧Gp基桩自重,地下水位以下取浮重度Ui破坏外表周长,等直径桩,所以取2.51m入i 抗拔系数Uk=0.6 X 68.00 X 2.51 X 5.00+0.6 X 38.00 X 2.51 X 2+0.6X 160.00 X 2.51 X 4.

30、00+0.6 X 1200.00 X 2.51 X 112=3397.54kNG p=2.51 X 12.00 X 15.00=451.8kNR=3397.54+451.8=3849.34kN2 .考虑群桩呈整体破坏,桩群抗拔承载力设计值按下式计算R=Ugk/2+Ggp式中Ugk一群桩呈整体破坏时桩基的抗拔极限承载力标准值,照.如£4%忌Ggp一群桩根底所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,地下水位以下取浮重度U1桩群外围周长Ugk=10.05 X(0.6 x 68.00 x 5.00+0.6 x 38.00 x 2+0.6 x 160.00 x 4.00+1.00 x 1200.

31、00 x 1)/4=4606.92kNGgp=10.05 X 12.00 X 18.00=2170.8kNR=4606.92/2.00+2170.8=4474.26kN3 .抗拔承载力设计值：取上面两式中的较小者：R=3849.34kNR=3849.34kN > 1.0 X210.40kN桩抗拔满足要求.3.2.9桩配筋计算1、桩构造配筋计算根据构造要求配筋.A6=tt2/4 8.65%=3.14 8002/4 8.65%=3267mm22、桩抗压钢筋计算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!133、桩受拉钢筋计算经过计算得到桩抗拔满足要求,只需构造配筋！建议配筋值：HR

32、B33纲筋,11根20二级钢.实际配筋值3456.2 mm2.依据?建筑桩基设计标准?(JGJ94-2022),箍筋采用6 8200-300mm宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震桩基,桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过 4m寸,应每隔2mfc右设一道 12-18焊接加劲箍筋.3.3工作状态下荷载计算3.3.1 塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：Gb=25X BcX BcX hx 1.2=25 义 3.50 义 3.50 X 1.20 X 1.2=441.00 kN格构柱系统自重：Gz=4X20X 1.2=96.00 kN作用在根底桩上的垂直力： N=1.2X (

33、Gt+Gc+Gz)=1.2 乂 (737+441+96+60)=1588.80kN(全高)N=1.2 X (Gt+Gc+Gz)=1.2 乂 (Gt+Gc+Gz)=1.2 乂 (510 +441+96)= 1256.4kN (初升 40m 上 拔力验算用)N=1.2 X (Gt+Gc+Gz)=1.2 乂 (Gt+Gc+Gz)=1.2 乂 (510 +441+96)= 1256.4kN (初升 40m 压 力验算用)2、塔吊风荷载计算地处林6州,允许风压w0=0.25 kN/m2挡风系数计算：小二(3B+2b+(4百+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.87体型系数值=1.14查表得：荷载高度变化

34、系数=0.73高度z处的风振系数取：隹=1.0所以风荷载设计值为：_2=0.7 %举必 ziX ©=0.7 X.00 1.14 0.73 0.25=0.15kN/m143、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊根底产生的弯矩计算：M= X X BX HX HX.5=087 1.60 40.00 40.00 0.5=161.49kN m总的最大弯矩值：Mnax=1.4 X (Me+M+PXh)=1.4 (800.00+161.49+30.00 1.20)=1396.49kN m(承台顶)桩顶面处最大弯矩值：Mnax=1.4X (Me+M+PXh)=1.4 (800.00+161.49+30.00 1

35、.20+52.63 1>0.2)=2148.04kN m -4、塔吊水平力计算水平力：V=1.2 X ( X BX HX +P)=1.2 X (0.25 X 1.60淘初.+30.00)=52.63kN5、每根格构柱的受力计算四桩根底的让算示意y15作用于格构柱顶面的重力作用：N=1.2XGt+Gc=1.2 X 737+441=1413.6kN.Mmax=1089.49kN mV=52.63kN作用在根底桩上的垂直力：N=1588.80kN 全高N=1316.4kN 初升40m上拔力验算用N=1316.4kN 初升40m压力验算用作用在桩面弯矩Mnax=2148.04kN m图中x轴的方

36、向是随时变化的,计算时应根据倾覆力矩 Mma最不利方向进行验算.(1)、桩顶竖向力的计算(取下述工况中的大者)全高140m寸的工况(加设扶墙件,弯矩及水平力可忽略)：N=(F+G)/4= 1588.80/4=397.2 kN初升40m竖向压力验算N=(F+G)/4 ± My/ 2fWyXi/ 2i2;式中：N单桩个数,n=4;F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值；G桩基承台加上格构柱的自重；M x,My 承台底面的弯矩设计值；xi,y i单桩相对承台中央轴的XY9r向距离；N i 单桩桩顶竖向力设计值；设短边方向为x方向,长边方向为y方向.确定最不利弯矩方向：设与x方向夹角为a ,那么

37、单桩受力N=MK sin a/ (2X2.5) +M X cos a / (2X 2.5 );N寸 a 求导,那么得出 N =MK cos a / (2X2.5) - M X sin a/ (2X2.5),当 N' =0 时 可以得出其极值,那么可得tg a =3/2.2时出现最不利工况.即sin a =0.7071 , cos a =0.7071.贝U有：M= MmaxXcos a =2148.04X 0.7071=1518.88 kN m , M= MmaxXsin a =2148.04 x 0.7071=1518.88 kN m经计算得到单桩桩顶竖向力设计值最大压力：Nmax=1

38、316.4/4+(1518.88 X2.5)/(2 X2.5 2)+ (1518.88 X2.5)/(2 乂2.5 2)=843.83kN最小压力：Nmin=1316.4/4-(1518.88 X2.5)/(2 X 2.52)-(1518.88 X2.5)/(2 乂2.5 2)=-278.45kN需要验算桩根底抗拔力.桩顶剪力的计算V0=V/4=52.63/4=13.16kN(2)、格构柱顶竖向力的计算(取下述工况中的大者)格构柱受力明显小于桩顶,根据桩顶受力数据进行计算.163.3.2 塔吊与承台连接的螺栓验算根据塔吊说明书布置,不再验算.3.3.3 承台验算下述验算荷载取数均大于设计值1、

39、承台弯矩的计算依据?建筑桩技术标准?JGJ94-2022 的第5.9.1条.M xi =汇 NyiM y1 = Z2NXi其中Mxi,Myi计算截面处XYJ向的弯矩设计值；x i,y i单桩相对承台中央轴的 XYJ向距离取a-B/2=2.50-1.60/2=0.450m;N i1单桩桩顶竖向力设计值；经过计算得到弯矩设计值：Mi, W max=2X 0.450 x879.20=791.28kN - m2、螺栓粘结力锚固强度计算锚固深度计算公式：h > N/ 兀 df其中N锚固力,即作用于螺栓的轴向拉力,N=52.95kN;d 楼板螺栓的直径,d=20mmfb楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度

40、,计算中取1.71N/mn2;h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到 h要大于52.95 X 103/3.14 X 20.00 X 1.71=493.07mm构造要求：h> 400.00mm螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于 493.07mm3、承台截面主筋的计算依据?混凝土结构设计标准?GB50010-2022第7.2条受弯构件承载力计算.A S = M/油0fy一 ,2、 cs = M/ oifcbh.6 = -<1-2%1/2下=1-6/2式中：a 系数,当混凝土强度不超过 C5耐,a取为1.0,当混凝土强度等级为C8017时,a取为0.94,期间按线性内插法得1

41、.00 ;fc混凝土抗压强度设计值查表得19.10N/mn2;ho 一承台的计算高度 ho=1200.00-25.00=1175.00mm;fy钢筋受拉强度设计值,fy=300N/mm；经过计算得：%=1230.00 X06/(1.000 侈.100 3.500 103><1175.000)2)=0.013;己=1(1-2 0C005)0.5=0.014;f=1-0.014/2=0.993;(Ax ,Asy)max=1472.24X106/(0.993 X 1175.000 X 300)=3795.089mn2;由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：1200X 3500X

42、 0.15%=6300mmi建议配筋值：HRB33纲筋,20150承台底面单向根数22根.实际配筋值6912.4mm.4、承台斜截面抗剪切计算依据?建筑桩技术标准?(JGJ94-2022)的第5.9.9、5.9.10条.根据第二步的计算方案可以得到XYT向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性,记为V=841.60kN.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：rV0 0cb0h0其中：2 建筑桩基重要性系数,取1.00;Bc承台计算截面处的计算宽度,Bc=3500.00mmh.承台计算截面处的计算高度,ho=1200.00-25.00=1175.00mm；入计算截面的剪跨比,X

43、 =a/(h,此处,a=(3500.00/2-1650.00/2)-(3500.00/2-3000.00/2)=625.00mm,当 入<0.3,取入=0.3当 人>时,取入=3得入=0574;B剪切系数,当 0.30/< 1.4 时,B=0.12/(入+0.31 1.4 <3.0 时,B =0.2/(入 +1.5得 B =01.37;fc混凝土轴心抗压强度设计值,f c=19.10N/mn2;那么,1.00 X 1472.24=1472.24kN< 0.137 X 19.10 X 3500.00 X1175.00/1000=10761.18kN ;经过计算承台已

44、满足抗剪要求,只需构造配箍筋！183.3.4单肢格构柱截面验算下述验算荷载取数均大于设计值1、格构柱力学参数L140X14A =37.57cm2i =4.28cm I =688.81cm4 z 0 =3.98cm每个格构柱由4根角钢L140X14组成,格构柱力学参数如下：I x1=I+A 义(b1/2 -Z0) 2义 4=688.81+37.57 义(47.00/2-3.98) 2 X4=60016.49cnf;2An1=AX 4=37.57 义 4=150.28cm;W=Ix1/(b 1/2-z 0)=60016.49/(47.00/2-3.98)=3074.62cm3;i x1=(I x1

45、/Am) 0.5=(60016.49/150.28) 0.5=19.98cm；2、格构柱平面内整体强度Nax/An1=879.20X 103/(150.28 X 102)=60.58N/mn2<f=300N/mni格构柱平面内整体强度满足要求.3、格构柱整体稳定性验算L0x1=i o=9m1.1.1 .一 2. 一 一2 .一 一%1=L0x1 X102/ix1=9 X102/19.98=45.05;单肢缀板节间长度：a=0.80m；为=L1/iv=80.00/2.75=29.09;浓1=(汨2+ 九2)0.5=(45.052+29.092)0.5=53.63;查表：C=0.80；Nwx

46、/(xA)= 879.20 X103/(0.80 150.28 102)=75.32N/mm2<f=300N/mm 2;格构柱整体稳定性满足要求.4、刚度验算2max=%x1=53.63<入=150两足；单肢计算长度：101=a1=80.00cm；单肢回转半径：i 1=4.28cm；单肢长细比：为=l01/i1=80.00/4.28=18.69<0.7 max=0.7 53.63=37.54;因截面无削弱,不必验算截面强度.分肢稳定满足要求.193.3.5 整体格构柱根底验算(下述验算荷载取数均大于设计值)1、格构柱根底力学参数单肢格构柱力学参数：Ixi=60016.49cm

47、lAni=150.28cm2W=3074.62cm3i xi=19.98cm格构柱根底是由四个单肢的格构柱组成的,整个根底的力学参数：Ix2=I x1+An1X(b2X 102/2-b 1X 102/2) 2 X4=60016.49+150.28 X (2.50 X 102/2-0.47 义 102/2) 2 X 4=4737796.07cn4;2An2=An1 义 4=150.28 义 4=601.12cm;W=I x2/(b 2/2-b "2)=4737796.07/(2.50 乂 102/2-0.47 乂 102/2)=54772.21cm 3;i x2=(I x2/An2)

48、0.5=(4737796.07/601.12) 0.5=88.78cm；2、格构柱根底平面内整体强度N/An+M/( %XW)=1542.00 >103/(601.12 102)+1637.46 106/(1.0 54772.21 103)=65.74N/ mm2<f=300N/mm2格构式根底平面内稳定满足要求.3、格构柱根底整体稳定性验算Lox2=i o=90m%2=L0x2/ix2=9X102/88.78=11.94; . 一,一 2 An2=601.12cm ;Ady2=2X10.67=21.34cm2;姒2=( M2+40XAn2/Ady2)0.5=(11.942+40X

49、601.12/21.34)0.5=35.63;查表：收=0.92; 一 '2一 一.2N EX = TtEAn2/1.1 力x2Nex=87532.35N;N/(|xA) + 曲xMx/(Wix(1-(|xN/Nex) <fN/( CA)+ 前xMx/(Wix(1-(txN/NEx)=24.47N/mm2wf=300N/mn2;格构式根底整体稳定性满足要求.4、刚度验算2max=限2=35.63<入=15蹒足；单肢计算长度：102=a2=200.00cm；20单肢回转半径：ixi=19.98cm；单肢长细比：=l 02/ixi =200.00/19.98=10.01<

50、0.7 max=0.7 35.63=24.94;因截面无削弱,不必验算截面强度.刚度满足要求.3.3.6 桩承载力验算桩承载力计算依据?建筑桩技术标准?(JGJ94-2022)的第4.1.1条.根据以上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=1051.60kN;桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：筑N &f cA其中,R 建筑桩基重要性系数,75=1.00;fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=14.30N/mn2;A桩的截面面积,A=tt 2/4=0.50 m2;WJ, 1.00 X 992.55=992.55 kN<14.30 X 0.50 X 103=7150

51、.00kN;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！3.3.7 桩竖向极限承载力验算1 .桩的极限承载力计算各土层厚度及阻力标准值如下表：1 丁 P名称hi (m)qsik (kPa)qpk(kPa).si.P1粘土.15681.02质粘土 022381.03强风化白云质灰岩U3 141601.04中风化白云质灰岩O3 28.2单轴饱和抗压强度的标准值47.2Mpa由于桩的入土深度为12.00m,所以桩端是在第4层岩层.桩承载力计算依据?建筑桩根底技术标准?(JGJ94-2022)的第5.3.5条根据土的物理指标与承载力参数之间的关系,确定大直径桩(d >800mm用桩竖向

52、极限承载力时,按下式计算21Q呱=.就+.押啊,沟或4g波/产式中Quk最大极限承载力标准值Qsk单桩总极限侧阻力标准值Qpk一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qpk一极限端阻力标准值.si、.p一大直径桩的侧阻,端阻尺寸效应系数2Ap桩端面积,取Ap=0.503mu 桩身周长,取 u=2.513mli第i层土的厚度最大极限承载力：Q sk=2.51 X(1.00 x 68.00 x 5.00+1.00 x 38.00 X2+1.00 x 160.00 x 4.00+1.00 x 1200.00 x 1)=7232.96kNQpk=1.00 X 22170.00 X

53、 0.50=1108.5kNQuk=Qsk+Qk=7232.96+1108.5=8341.46kN2.桩的竖向承载力特征值桩承载力计算依据?建筑桩根底技术标准?(JGJ94-2022)的第5.2.2条Ra=Qk/K=8341.46/2.00=4170.73kNR=4170.73kN>987.58kN,桩的竖向极限承载力满足要求！3.3.8桩根底抗拔验算桩抗拔承载力计算依据?建筑桩根底技术标准? (JGJ94-2022)的第5.4.5条 桩抗拔承载力计算依据?建筑桩根底技术标准? (JGJ94-2022)的第5.4.5条221 .单桩抗拔承载力设计值按下式计算R=Uk/2+Gp式中Uk群桩

54、呈非整体破坏时基桩白抗拔极限承载力标准值：Gp基桩自重,地下水位以下取浮重度Ui破坏外表周长,等直径桩,所以取 2.51mUk=0.6 x 68.00 X 2.51 x 5.00+0.6 x 38.00 x 2.51 X2+0.6 x 160.00 X 2.51 x 4.00+0.6 x 1200.00 x 2.51 x 1 =3397.54kNGp=2.51 X 12.00 X 15.00=451.8kNR=3397.54+451.8=3849.34kN2 .考虑群桩呈整体破坏,桩群抗拔承载力设计值按下式计算R=Ugk/2+Ggp式中Ugk一群桩呈整体破坏时桩基的抗拔极限承载力标准值Ggp一群桩根底所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,地下水位以下取浮重度Ul桩群外围周长Ugk=10.05 x(0.6 x 68.00 x 5.00+0.6 x 38.00 x 2+0.6 x 160.00 x 4.00+1.00 x 1200.00 x 1)/4 =4606.92kNGgp=10.05 X 12.00 X 18.00=2170.8k