塔吊QTZ80计算书
塔吊基础计算书(QTZ80)
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制:《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992)、《地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《建筑安全检查标准》(JGJ59-99)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)等编制。
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:QTZ80,塔吊起升高度H:,
塔身宽度B:,基础埋深D:,
自重F1:,基础承台厚度Hc:,
最大起重荷载F2:80kN,基础承台宽度Bc:,
桩钢筋级别:HRB335,桩直径或者方桩边长:,
桩间距a:,承台箍筋间距S:,
承台混凝土的保护层厚度:50mm,空心桩的空心直径:。
二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重(包括压重)F1=;
塔吊最大起重荷载F2=;
作用于桩基承台顶面的竖向力F k=F1+F2=;
1、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中风荷载体型系数:
地处江苏苏州,基本风压为ω0=m2;
查表得:荷载高度变化系数μz=;
挡风系数计算:
φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×+2×+(4×+×]/×=;
因为是角钢/方钢,体型系数μs=;
高度z处的风振系数取:βz=;
所以风荷载设计值为:
ω=×βz×μs×μz×ω0=××××=m2;
2、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mω=ω×φ×B×H×H×=×××85×65×=·m;
M kmax=Me+Mω+P×h c=630++85×=·m;
三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1. 桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。
N ik=(F k+G k)/n±M yk x i/∑x j2±M xk y i/∑y j2;
其中 n──单桩个数,n=4;
F k──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值,F k=;
G k──桩基承台的自重标准值:G k=25×Bc×Bc×Hc=25×××=;
M xk,M yk──承台底面的弯矩标准值,取·m;
x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/=;
N ik──单桩桩顶竖向力标准值;
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力:N kmax=+1080)/4+×(2×=。
最小压力:N kmin=+1080)/×(2×=。
需要验算桩的抗拔!
2. 承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第条。
M x = ∑N i y i
M y = ∑N i x i
其中 M x,M y──计算截面处XY方向的弯矩设计值;
x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=;
N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,N i1=×(N kmax-G k/4)=;
经过计算得到弯矩设计值:M x=M y=2××=·m。
四、承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第条受弯构件承载力计算。
αs= M/(α1f c bh02)
ζ = 1-(1-2αs)1/2
γs = 1-ζ/2
A s = M/(γs h0f y)
式中,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为,当混凝土强度等级为C80时,α1取为,期间按线性内插法得;
f c──混凝土抗压强度设计值查表得mm2;
h o──承台的计算高度:=;
f y──钢筋受拉强度设计值,f y=mm2;
经过计算得:αs=×106/×××=;
ξ =1-(1-2×=;
γs =2=;
A sx =A sy =×106/××=。
由于最小配筋率为%,所以构造最小配筋面积为:
××%=。
建议配筋值:HRB335钢筋,¢22@180。承台底面单向根数30根。实际配筋值。
五、承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第条,承台斜截面受剪承载力满足下面公式:
V≤βhsαf t b0h0
其中,b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=6000mm;
λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0,此处,a=;当λ<时,取λ=;当λ>3时,取λ=3,得λ=;
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数,当h0<800mm时,取
h0=800mm,h0>2000mm时,取h0=2000mm,其间按内插法取值,βhs=(800/1150)1/4=;
α──承台剪切系数,α=+1)=;
×××6000×1150=≥×=;
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
六、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第条:
桩的轴向压力设计值中最大值N k=;
单桩竖向极限承载力标准值公式:
Q uk=u∑q sik l i+q pk(A j+λp A p1)
u──桩身的周长,u=;
A j──空心桩桩端净面积,A j=;
λp──桩端土塞效应系数,λp=;
A p1──空心桩敞口面积,A p1=;
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 抗拔系数土名称
1 回填土
2 淤泥质粘土泥炭质土
3 粉质粘土
4 粉质粘土夹粉土
5 粉土
6 粉质粘土
由于桩的入土深度为,所以桩端是在第6层土层。
单桩竖向承载力验算: Q uk=×+1300×+×=;
单桩竖向承载力特征值:R=Q uk/2+ηc f ak A c=2+×120×=;
N k=≤=×=;
桩基竖向承载力满足要求!
七、桩基础抗拔验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第条。
群桩呈非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
T uk=Σλi q sik u i l i
其中:T uk──桩基抗拔极限承载力标准值;
u i──破坏表面周长,取u i=πd= ×=;
q sik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;
λi──抗拔系数,砂土取~,粘性土、粉土取~,桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值;
l i──第i层土层的厚度。
经过计算得到:T uk=Σλi q sik u i l i=;
群桩呈整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
T gk=(u lΣλi q sik l i)/4=
u l──桩群外围周长,u l = 4×(+=;
桩基抗拔承载力公式:
N k≤ T gk/2+G gp
N k≤ T uk/2+G p
其中 N k - 桩基上拔力设计值,N k=;
G gp - 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,G gp =;
G p - 基桩自重设计值,G p =;
T gk/2+G gp=2+= > ;
T uk/2+G p=2+= > ;
桩抗拔满足要求。
八、桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
A s=πd2/4×%=×4002/4×%=817mm2;
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋!
3、桩受拉钢筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第条正截面受拉承载力计算。
N ≤ f y A s
式中:N──轴向拉力设计值,N=;
f y──钢筋强度抗压强度设计值,f y=mm2;
A s──纵向普通钢筋的全部截面积。
A s=N/f y==
建议配筋值:HRB335钢筋,139。实际配筋值 mm2。
依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008),
箍筋采用螺旋式,直径不应小于6mm,间距宜为200~300mm;受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内箍筋应加密;间距不应大于100mm;当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密;当考虑箍筋受力作用时,箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定;当钢筋笼长度超过4m时,应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。