立尔L6013塔吊四桩基础及计算书.doc

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:L6013(立尔塔机)塔机自重标准值:Fk1=592.50kN起重荷载标准值:Fqk=60kN塔吊最大起重力矩:M=800.00kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=2661.3kN.m塔吊计算高度:H=40m塔身宽度:B=1.8m桩身混凝土等级:C40承台混凝土等级:C35保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=6.5m承台厚度:Hc=1.5m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB335承台顶面埋深:D=0.0m桩直径:d=0.4m桩间距:a=5m桩钢筋级别:HRB335桩入土深度:24m桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.2m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=592.5kN2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=6.56.51.5025=1584.375kN3) 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) =0.81.591.951.290.2=0.64kN/m2 =1.20.640.351.8=0.48kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4840.00=19.35kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.519.3540.00=387.04kN.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=0.35kN/m2) =0.81.621.951.290.35=1.14kN/m2 =1.21.140.351.80=0.86kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.8640.00=34.50kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.534.5040.00=690.10kN.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=2661.3+0.9(800+387.04)=3729.63kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=2661.3+690.10=3351.40kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(592.5+1584.38)/4=544.22kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(592.5+1584.375)/4+(3351.40+34.501.50)/7.07=1025.57kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(592.5+1584.375-0)/4-(3351.40+34.501.50)/7.07=62.87kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(592.5+1584.38+60)/4=559.22kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(592.5+1584.375+60)/4+(3729.63+19.351.50)/7.07=1090.85kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(592.5+1584.375+60-0)/4-(3729.63+19.351.50)/7.07=27.58kN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(Mk+Fvkh)/L =1.35(592.5+60)/4+1.35(3729.63+19.351.50)/7.07=937.93kN最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(592.5+60)/4-1.35(3729.63+19.351.50)/7.07=-497.49kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35592.5/4+1.35(3351.40+34.501.50)/7.07=849.79kN最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35592.5/4-1.35(3351.40+34.501.50)/7.07=-449.86kN2. 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)。由于工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2937.931.60=3001.36kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2-497.491.60=-1591.96kN.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=300N/mm2。底部配筋计算: s=3001.36106/(1.00016.7006500.00014502)=0.0132 =1-(1-20.0132)0.5=0.0132 s=1-0.0132/2=0.9934 As=3001.36106/(0.99341450.0300.0)=6945.7mm2顶部配筋计算: s=1591.96106/(1.00016.7006500.00014502)=0.0070 =1-(1-20.0070)0.5=0.0070 s=1-0.0070/2=0.9934 As=1591.96106/(0.99651450.0300.0)=3672.5mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=937.93kN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,=1.560 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=6500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1450mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/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 依据塔机规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算，本案只计算角桩对承台的冲切！ 承台受角桩冲切的承载力可按下式计算：式中 Nl荷载效应基本组合时，不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值； 1x，1y角桩冲切系数； 1x=1y=0.56/(0.966+0.2)=0.480 c1，c2角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=950mm a1x，a1y承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离；a1x=a1y=1400mm hp承台受冲切承载力截面高度影响系数；hp=0.855 ft承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.57N/mm2 h0承台外边缘的有效高度；h0=1450mm 1x，1y角桩冲跨比，其值应满足0.251.0，取1x=1y=a1x/h0=0.966工作状态下：Nl=1.35(Fk+Fqk)/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(592.5+60)/4+1.35(3729.63+19.351.5)/7.07=937.93kN非工作状态下：Nl=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35592.5/4+1.35(3351.40+34.501.5)/7.07=849.79kN等式右边 0.480(950+700)+0.480(950+700)0.8551.571450/1000=3084.61kN比较等式两边，所以满足要求!七. 桩身承载力验算桩身承载力计算依据建筑桩基技术规范(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=1.351090.85=1472.65kN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0.85 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=19.1N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=94248mm2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为188mm2综上所述，全部纵向钢筋面积188mm2八. 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=559.22kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=1090.85kN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； u桩身的周长，u=1.26m； Ap桩端面积,取Ap=0.13m2； 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:序号土层厚度(m)侧阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kPa)土名称1103030粉土或砂土283030粘性土343535粘性土45651800粘性土56753500粉土或砂土621551200粘性土由于桩的入土深度为24m,所以桩端是在第4层土层。最大压力验算: Ra=1.26(1030+830+435+265)+18000.13=1244.07kN由于: Ra = 1244.07 Qk = 559.22,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra = 1492.89 Qkmax = 1090.85,最大压力验算满足要求!