三桩塔吊基础计算报告书.doc

三桩塔吊基本计算书
计算根据：
1、《塔式起重机混凝土基本工程技术规程》JGJ/T187-
2、《混凝土构造设计规范》GB50010-
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-
4、《建筑地基基本设计规范》GB50007-
5、《钢筋混凝土承台设计规程》CECS88-97
一、塔机属性
塔机型号
QTZ80（浙江建机）
塔机独立状态最大起吊高度H0(m)
40
塔机独立状态计算高度H(m)
43
塔身桁架构造
方钢管
塔身桁架构造宽度B(m)
1.6
二、塔机荷载
1、塔机传递至基本荷载原则值
工作状态
塔机自重原则值Fk1(kN)
449
起重荷载原则值Fqk(kN)
60
竖向荷载原则值Fk(kN)
509
水平荷载原则值Fvk(kN)
14.1
倾覆力矩原则值Mk(kN·m)
1026.9
非工作状态
竖向荷载原则值Fk'(kN)
449
水平荷载原则值Fvk'(kN)
56.8
倾覆力矩原则值Mk'(kN·m)
1193.9
2、塔机传递至基本荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.35Fk1＝1.35×449＝606.15
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35FQk＝1.35×60＝81
竖向荷载设计值F(kN)
606.15+81＝687.15
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk＝1.35×14.1＝19.035
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk＝1.35×1026.9＝1386.315
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'＝1.35×449＝606.15
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'＝1.35×56.8＝76.68
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk＝1.35×1193.9＝1611.765
三、桩顶作用效应计算
承台布置
承台类型
等边三桩承台
承台高度h(m)
1.25
承台桩心距Sa(m)
3.6
桩心距承台边距离b(m)
0.6
桩心距切角边距离a(m)
0.8
桩直径d(m)
0.8
承台参数
承台混凝土级别
C35
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50

三桩基本布置图(等边)
承台及其上土自重荷载原则值：
顶角θ=60°
底角α=(180-θ)/2 =(180-60)/2=60°
承台面积：
S=(b/cosα+3.6sinα+b)2-2((b-a)/(2cosα)+b)2-(b/cosα-a)2/tanα=(0.6/cos60°+3.6×sin60°+0.6)2-2×((0.6-0.8)/(2×cos60°)+0.6)2-(0.6/cos60°-0.8)2/tan60°=13.685m2
Gk=S(hγc+h'γ')=13.685×(1.25×25+0×19)=427.667kN
承台及其上土自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×427.667=577.35kN
1、荷载效应原则组合
轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(509+427.667)/3=312.222kN
荷载效应原则组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)yi/∑yi2
=(449+427.667)/3+(1193.9+56.8×1.25)×2.078/(2×1.0392+2.0782)=697.939kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)yi/∑yi2
=(449+427.667)/3-(1193.9+56.8×1.25)×2.078/(2×1.0392+2.0782)=-186.55kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)yi/∑yi2
=(606.15+577.35)/3+(1611.765+76.68×1.25)×2.078/(2×1.0392+2.0782)=942.218kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)yi/∑yi2
=(606.15+577.35)/3-(1611.765+76.68×1.25)×2.078/(2×1.0392+2.0782)=-153.218kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度级别
C35
桩基成桩工艺系数ψC
0.75
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
35
桩入土深度lt(m)
12.9
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
7089.221
地基属性
地下水位至地表距离hz(m)
1.33
承台埋置深度d(m)
1.8
与否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特性值qsia(kPa)
端阻力特性值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特性值fak(kPa)
素填土
5.2
10
150
0.6
90
粉土
2.3
8
100
0.3
50
强风化岩
3.9
25
3500
0.4
150
中风化岩
5
35
1900
0.6
160
全风化岩
12.56
70
4000
0.6
330
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：u=πd=3.14×0.8=2.513m
桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.503m2
承载力计算深度：min(Sa/2,5)=min(3.6/2,5)=1.8m
fak=(1.8×90)/1.8=162/1.8=90kPa
承台底净面积：Ac=(V/h-3Ap)/3=(13.685/1.25-3×0.503)/3=3.147m2
复合桩基竖向承载力特性值：
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=2.513×(3.95×10+2.3×8+3.9×25+2.75×35)+1900×0.503+0.1×90×3.147=1615.831kN
Qk=312.222kN≤Ra=1615.831kN
Qkmax=697.939kN≤1.2Ra=1.2×1615.831=1938.997kN
满足规定！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-186.55kN<0
按荷载效应原则组共计算桩基拔力：Qk'=186.55kN
桩身位于地下水位如下时，位于地下水位如下桩自重按桩浮重度计算，
桩身重力原则值：Gp=ltAp(γz-10)=12.9×0.503×(25-10)=97.264kN
Ra'=uΣλiqsiali+Gp=2.513×(0.6×3.95×10+0.3×2.3×8+0.4×3.9×25+0.6×2.75×35)+97.264
=413.861kN
Qk'=186.55kN≤Ra'=413.861kN
满足规定！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：As=nπd2/4=16×3.142×202/4=5027mm2
(1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=942.218kN
桩身构造竖向承载力设计值：R=7089.221kN
满足规定！
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=153.218kN
fyAS=360×5026.548×10-3=1809.557kN
Q'=153.218kN≤fyAS=1809.557kN
满足规定！
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=(5026.548/(0.503×106))×100%=1%≥0.65%
满足规定！
五、承台计算
承台配筋
承台每边顶部配筋
HRB400 Φ22@18
承台每边底部配筋
HRB400 Φ22@18
1、荷载计算
承台有效高度：h0=1250-50-22/2=1189mm
M=(Qmax- G/3)(Sa-30.5×B/4)/3=(942.218-577.35/3)×(3.6-30.5×1.6/4)/3=726.57kN·m
2、承台配筋计算
(1)、承台每边底部配筋面积
αS1= M/(α1fcbh02)=726.57×106/(1×16.7×2678×11892)=0.011
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.011)0.5=0.012
γS1=1-ζ1/2=1-0.012/2=0.994
AS1=M/(γS1h0fy1)=726.57×106/(0.994×1189×360)=1708mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2%
需要配筋：A1=max(AS1，ρbh0)=max(1708,0.002×2678×1189)=6370mm2
实际配筋：AS1'=6843mm2≥A1=6370mm2
满足规定！
(2)、承台每边顶部配筋面积
实际配筋：AS2'=6843mm2≥0.5AS1'=3421.5mm2
满足规定！
3、受剪切计算

三桩承台抗剪切示意图
(1)、X方向(上方)：
扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面最大剪力设计值：
Vx1=F /3=229.05kN
受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1189)1/4=0.906
剪切面计算宽度：
b0x1=2(b/sin(θ/2)+0.4d)tan(θ/2)=2×(600/sin(60°/2)+0.4×800)×tan(60°/2)=1755.145mm
塔机立柱边沿至角桩内边沿水平距离：
ay1=2Sacos(θ/2)/3-B/2-0.4d=2×3600×cos(60°/2)/3-1600/2-0.4×800=958.461mm,
截面剪跨比：
λy1= ay1/h0=958.461/1189=0.806,
0.25<λy1<3,取λy1=0.806
承台剪切系数：αy1=1.75/(λy1+1)=1.75/(0.806+1)=0.969
βhsαy1ftb0x1h0=0.906×0.969×1.57×1755.145×1189×10-3=2875.187kN≥Vx1=229.05kN
(2)、X方向(下方)：
扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面最大剪力设计值：
Vx2=2F /3=458.1kN
受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1189)1/4=0.906
剪切面计算宽度：
b0x2=2(b/sin(θ/2)+Sacos(θ/2)-0.4d)tan(θ/2)=2×(600/sin(60°/2)+3600×cos(60°/2)-0.4×800)×tan(60°/2)=4616.136mm
塔机立柱边沿至角桩内边沿水平距离：
ay2=Sacos(θ/2)/3-B/2-0.4d=3600×cos(60°/2)/3-1600/2-0.4×800=-80.77mm,
截面剪跨比：
λy2= ay2/h0=-80.77/1189=-0.068,
λy2≤0.25，取λy2=0.25
承台剪切系数：αy2=1.75/(λy2+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
βhsαy2ftb0x2h0=0.906×1.4×1.57×4616.136×1189×10-3=10926.101kN≥Vx2=458.1kN
(3)、Y方向：
扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面最大剪力设计值：
Vy=F /3=229.05kN
受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1189)1/4=0.906
剪切面计算宽度：
b0y=(b/tan(45-θ/4)+0.4d)/tan(θ/2)=(600/tan(45°-60°/4)+0.4×800)/tan(60°/2)=2354.256mm
塔机立柱边沿至角桩内边沿水平距离：
ax=Sa/2-B/2-0.4d=3600/2-1600/2-0.4×800=680mm,
截面剪跨比：
λx= ax/h0=680/1189=0.572,
0.25<λx<3,取λx=0.572
承台剪切系数：αx=1.75/(λx+1)=1.75/(0.572+1)=1.113
βhsαxftb0x1h0=0.906×1.113×1.57×2354.256×1189×10-3=4431.216kN≥Vy=229.05kN
4、受冲切计算
(1)、塔机立柱对承台冲切验算：

塔机立柱对承台冲切计算示意图
扣除承台及其上填土自重后作用于冲切破坏椎体上冲切力设计值：
Fl=F=687.15kN，
冲跨比：
λx= ax /h0=680/1189=0.572;
0.25<λx<1,取λx=0.572；
λy1= ay1 /h0=958.461/1189=0.806;
0.25<λy1<1,取λy1=0.806；
λy2= ay2 /h0=-80.77/1189=-0.068;
λy2≤0.25，取λy2=0.25 ；
冲切系数：
β0x=0.84/(λx+0.2)=0.84/(0.572+0.2)=1.088;
β0y1=0.84/(λy1+0.2)=0.84/(0.806+0.2)=0.835;
β0y2=0.84/(λy2+0.2)=0.84/(0.25+0.2)=1.867;
(β0x(2B+ay1+ay2)+(βoy1+βoy2)(B +ax))βhp ftho
=(1.088×(2×1600+958.461+-80.77)+(0.835+1.867)×(1600+680))×0.981×1.57×1189×10-3=19396.917kN≥Fl=687.15kN
满足规定！
(2)、角桩对承台冲切验算：

角桩对承台冲切计算示意图
底部角桩：
Fl=F/3=687.15/3=229.05kN，
c1=b/tan(45°-θ/4)+0.4d=600/tan(45°-60°/4)+0.4×800=1359.23mm
a11=min[h0,Sa/2-0.4d-B/2]= min[1189,3600/2-0.4×800-1600/2]=680mm;
λ11=a11/h0=680/1189=0.572;
0.25<λ11<1,取λ11=0.572
β11=0.56/(λ11+0.2)=0.56/(0.572+0.2)=0.725
β11(2c1+a11)βhptan(45°-θ/4)fth0=0.725×(2×1.359+0.68)×0.981×tan(45°-60°/4)×1.57×103×1189×10-3=2605.522kN≥Fl=229.05kN
顶部角桩：
Fl=F/3=687.15/3=229.05kN，
c2=b/tan(θ/2)+0.4dcos(θ/2)=600/tan(60°/2)+0.4×800×cos(60°/2)=1316.359mm
a12=min[h0,(2Sacos(θ/2)/3-0.4d-B/2)cos(θ/2)]= min[1189,(2×3600×cos(60°/2)/3-0.4×800-1600/2)×cos(60°/2)]=830.052mm;
λ12=a12/h0=830.052/1189=0.698;
0.25<λ12<1,取λ12=0.698
β12=0.56/(λ12+0.2)=0.56/(0.698+0.2)=0.624
β12(2c2+a12)βhptan(45°-θ/4)fth0=0.624×(2×1.316+0.83)×0.981×tan(45°-60°/4)×1.57×103×1189×10-3=2281.777kN≥Fl=229.05kN
满足规定！