1、 四桩基础计算一、塔吊及基础的基本参数信息塔吊型号:QTZ63, 塔吊起升高度H=32.00m,塔吊倾覆力矩M=500.00kN.m, 混凝土强度等级:C35,塔身宽度B=1.70m, 基础以上土的厚度D=0.00m,自重F1=245.00kN, 基础承台厚度Hc=1.35m,最大起重荷载F2=60.00kN, 基础承台宽度Bc=5.50m,桩钢筋级别:II级钢, 桩直径或者方桩边长=0.40m,桩间距a=4.50m, 承台箍筋间距S=200.00mm,承台砼的保护层厚度=50.00mm, 空心桩的空心直径:0.24m。承台底标高-5.050m, 桩长10m。 二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯
2、矩计算塔吊自重(包括压重)F 1=245.00kN, 塔吊最大起重荷载F 2=60.00kN, 作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2(F 1+F2)=366.00kN, 塔吊的倾覆力矩M=1.4500.00=700kN。 三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算图中x轴的方向是随机变化的,设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。1. 桩顶竖向力的计算依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条。其中 n单桩个数,n=4;F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值,F=342.00kN;G桩基承台的自重G=1.2(25BcBcHc/4+20BcBcD/4)=1.2(255.05.01.35+2
3、05.05.00.00)=1012.5kN;Mx,My承台底面的弯矩设计值,取700kN.m;xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.75m;Ni单桩桩顶竖向力设计值(kN);经计算得到单桩桩顶竖向力设计值, 最大压力:N=(366.00+1012.5)/4+7001.75/(4 1.75 2)=438.63kN。2. 矩形承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.6.1条。其中 M x1,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方向距离取a/2-B/2=0.90m;Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN),N i
4、1=Ni-G/n=211.50kN/m2;经过计算得到弯矩设计值:Mx1=My1=2211.500.90=380.70kN.m。四、矩形承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。式中, l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,期间按线性内插法得1.00;fc混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm 2;ho承台的计算高度H c-50.00=950.00mm;fy钢筋受拉强度设计值,f y=300.00N/mm2;经过计算得: s=380.70106/(1.0014.305000.
5、00950.002)=0.007; =1-(1-20.007)0.5=0.007; s =1-0.007/2=0.997;Asx =Asy =380.70106/(0.997950.00300.00)=1340.20mm2。按原图间距配筋2518五、矩形承台斜截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性,记为V=438.63kN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:其中, o建筑桩基重要性系数,取1.00;bo承台计算截面处的计算宽度,b o=5000mm;h
6、o承台计算截面处的计算高度,h o=950mm;计算截面的剪跨比, x=ax/ho, y=ay/ho,此处,a x,a y为柱边(墙边)或承台变阶处至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离,得(B c/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=900.00mm,当 3时,取=3, 满足0.3-3.0范围;在0.3-3.0范围内按插值法取值。得=0.95;剪切系数,当 0.31.4时, =0.12/(+0.3);当1.43.0时,=0.2/(+1.5),得=0.10 ;fc混凝土轴心抗压强度设计值,f c=14.30N/mm2;fy钢筋受拉强度设计值,f y=300.00N/mm2;S箍筋的间距,S=
7、200mm。则,1.00438.63=4.39105N0.10300.005000950=5.8810 6N;经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!六、桩承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第4.1.1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=363.38kN;桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:其中, o建筑桩基重要性系数,取1.00;fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm 2;A桩的截面面积,A=8.9310 4mm2。则,1.00438630.00=4.3910 5N16.708.9310 4=1.49106N;经
8、过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!七、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=438.63kN;桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式:最大压力: 其中 R最大极限承载力;Qsk单桩总极限侧阻力标准值: Qpk单桩总极限端阻力标准值: s, p分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数,s, p分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数,qsk桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,按下表取值;qpk极限端阻力标准值,按下表取值;u桩身的周长,u=1.600m;Ap
9、桩端面积,取A p=0.089m2;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 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称1 1.60 26.90 0 素填土2 2.50 25.40 0 粉质粘土 3 7.40 44.20 0 淤泥质粉质粘土4 7.40 28.30 0 粉质粘土5 14.10 27.00 0 粉砂夹粉土 由于桩的入土深度为15.10m,所以桩端是在第4层土层。最大压力验算:R=1.60(1.6026.901.00+2.5025.41.00+7.4044.21.00+4.3028.301.00)/1.65 = 5.38102kN;上式计算的R的值大于最大压力438.63kN,所以满足要求!备注:塔吊基础桩采用 HKFZ-A 400(240)-10U 22-2322-23U4000450060004500600018#楼塔吊平面布置示意图E