7 种塔吊基础计算目录一、单桩基础计算二、十字交叉梁基础计算三、附着计算四、天然基础计算五、三桩基础计算书六、四桩基础计算书七、塔吊附着计算一、塔吊单桩基础计算书一. 参数信息塔吊型号:QT60,自重(包括压重)F1=245.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN塔吊倾覆力距M=600.00kN.m,塔吊起重高度H=50.00m,塔身宽度B=1.60m混凝土强度:C35,钢筋级别:Ⅱ级,混凝土的弹性模量 Ec=14500.00N/mm2桩直径或方桩边长 d=2.50m,地基土水平抗力系数 m=8.00MN/m4桩顶面水平力 H0=100.00kN,保护层厚度:50mm二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算1. 塔吊自重(包括压重)F1=245.00kN2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2×(F1+F2)=366.00kN塔吊的倾覆力矩 M=1.4×600.00=840.00kN.m三. 桩身最大弯矩计算计算简图:1. 按照m法计算桩身最大弯矩:计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.4.5条,并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。
(1) 计算桩的水平变形系数(1/m):其中 m──地基土水平抗力系数;b0──桩的计算宽度,b0=3.15m。
E──抗弯弹性模量,E=0.67Ec=9715.00N/mm2;I──截面惯性矩,I=1.92m4;经计算得到桩的水平变形系数:=0.271/m(2) 计算 D v:D v=100.00/(0.27×840.00)=0.45(3) 由 D v查表得:K m=1.21(4) 计算 M max:经计算得到桩的最大弯矩值:M max=840.00×1.21=1018.87kN.m。
由 D v查表得:最大弯矩深度 z=0.74/0.27=2.78m。
四.桩配筋计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3.8条。
沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件,其截面受压承载力计算:(1) 偏心受压构件,其偏心矩增大系数按下式计算:式中 l0──桩的计算长度,取 l0=4.00m;h──截面高度,取 h=2.50m;h0──截面有效高度,取 h0=2.50m;1──偏心受压构件的截面曲率修正系数:解得:1=1.00A──构件的截面面积,取 A=4.91m2;2──构件长细比对截面曲率的影响系数,当l0/h<15时,取1.0,否则按下式:解得:2=1.00经计算偏心增大系数=1.00。
(2) 偏心受压构件应符合下例规定:式中 A s──全部纵向钢筋的截面面积,取 A s;r──圆形截面的半径,取 r=1.25m;r s──纵向钢筋重心所在圆周的半径,取 r s=1.20m;e0──轴向压力对截面重心的偏心矩,取 e0=2.78m;e a──附加偏心矩,取 e a=0.08m;──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值,取=0.53;t──中断纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值,当>0.625时,取t=0:由上两式计算结果:只需构造配筋!五.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=366.00kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式:其中 Q uk──最大极限承载力标准值;Q sk──单桩总极限侧阻力标准值;Q pk──单桩总极限端阻力标准值;q sik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,按下表取值;q pk──极限端阻力标准值,按下表取值;u──桩身的周长,u=7.854m;A p──桩端面积,取A p=4.91m2;l i──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) 土类别1 2 22 500 粘性土或粉土2 2 13 500 粘性土或粉土3 0 61 675 砂土或碎石类土由于桩的入土深度为4m,所以桩端是在第2层土层。
最大压力验算:R=7.85×(2×22×1.00+2×13×1.00)+0.75×500.00×4.91=2395.76kN上式计算的R的值大于最大压力366.00kN,所以满足要求!二、塔吊十字交叉梁基础计算书一. 参数信息塔吊型号:QT60,自重(包括压重)F1=245.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN塔吊倾覆力距M=600.00kN.m,塔吊起重高度H=37.00m,塔身宽度B=1.6m混凝土强度:C35,钢筋级别:Ⅱ级,桩直径或方桩边长 d=0.50m桩间距=3000mm交叉梁的宽度=300mm,交叉梁的高度=500mm,保护层厚度:50mm二. 塔吊对交叉梁中心作用力的计算1. 塔吊自重(包括压重)F1=245.00kN2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN作用于塔吊的竖向力 F=1.2×(F1+F2)=366.00kN塔吊的倾覆力矩 M=1.4×600.00=840.00kN.m三. 交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算计算简图:十字交叉梁计算模型(最大弯矩M方向与十字交叉梁平行)。
两段梁四个支点力分别为R A=N/4-3M/2L R B=N/4+3M/2LR C=N/4 R D=N/4两段梁的最大弯矩分别为M1=N(L-b)2/16L+M/2 M2=N(L-b)2/16L得到最大支座力为 R max=R B,最大弯矩为 M max=M1。
桩顶竖向力 R max:R max=N/4+3M/2L=(366.00+38.18)/4+3×840.00/(2×4.24)=398.07kN交叉梁得最大弯矩 M max:M max=N(L-b)2/16L+M/2=(366.00+38.18)×(4.24-2.26)2/(16×4.24)+840.00/2=443.34kN.m 四. 交叉梁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;f c──混凝土抗压强度设计值;h0──交叉梁的有效计算高度。
f y──钢筋受拉强度设计值,f y=300N/mm2。
经过计算得s=443.34×106/(1.00×16.70×300.00×450.002)=0.437=1-(1-2×0.437)0.5=0.645s=1-0.645/2=0.677A sx= A sy=443.34×106/(0.677×450.00×300.00)=4847.21mm2。
五.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=398.07kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:其中0──建筑桩基重要性系数,取1.0;f c──混凝土轴心抗压强度设计值,f c=16.70N/mm2;A──桩的截面面积,A=0.165m2。
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!七.桩竖向极限承载力验算及桩长计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=398.07kN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;Q sk──单桩总极限侧阻力标准值:Q pk──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,承台底土阻力群桩效应系数;s ,p──分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数,承台底土阻抗力分项系数;q sk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,按下表取值;q pk──极限端阻力标准值,按下表取值;u──桩身的周长,u=1.571m;A p──桩端面积,取A p=0.16m2;l i──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 2 24 825 粘性土2 3 86.5 1900 粘性土3 4 64 4350 砂类土中挤土群桩由于桩的入土深度为3m,所以桩端是在第2层土层。
最大压力验算:R=1.57×(2×24×0.8+1×86.5×0.8)/1.65+1.64×1900.00×0.16/1.65=413.91kN 上式计算的R的值大于最大压力398.07kN,所以满足要求!三、塔吊附着计算塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定,需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时,需要进行附着的计算。
主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。
一、支座力计算塔机按照说明书与建筑物附着时,最上面一道附着装置的负荷最大,因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁,其内力及支座反力计算如下:风荷载取值 q=0.10kN/m塔吊的最大倾覆力矩 M=500kN.mqM10.0m 10.0m 10.0m 20.0m计算结果: N w=68.394kN二、附着杆内力计算计算简图:计算单元的平衡方程为:其中:三、第一种工况的计算塔机满载工作,风向垂直于起重臂,考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。
将上面的方程组求解,其中从0-360循环,分别取正负两种情况,分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力:杆1的最大轴向压力为:91.96 kN杆2的最大轴向压力为:0 kN杆3的最大轴向压力为:60.54 kN杆1的最大轴向拉力为:44.82 kN杆2的最大轴向拉力为:24.85 kN杆3的最大轴向拉力为:76.25 kN四、第二种工况的计算塔机非工作状态,风向顺着起重臂,不考虑扭矩的影响。
将上面的方程组求解,其中=45,135,225,315, Mw=0,分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。
杆1的最大轴向压力为:68.29 kN杆2的最大轴向压力为:0 kN杆3的最大轴向压力为:52.45 kN杆1的最大轴向拉力为:43.90 kN杆2的最大轴向拉力为:0.00 kN杆3的最大轴向拉力为:62.75 kN五、附着杆强度验算1.杆件轴心受拉强度验算验算公式:=N/A n≤f其中 N──为杆件的最大轴向拉力,取N=76.25kN;──为杆件的受拉应力;A n──为杆件的的截面面积,本工程选取的是14号工字钢,查表可知 A n=2150mm2;经计算,杆件的最大受拉应力=76.25×1000/2150=35.47N/mm2。