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计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2023
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2023
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2023
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2023
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)
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
40
塔机独立状态的计算高度H(m)
43
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
二、塔机荷载
1、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
449
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
509
水平荷载标准值Fvk(kN)
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
449
水平荷载标准值Fvk'(kN)
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
2、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
=×449=
起重荷载设计值FQ(kN)
=×60=81
竖向荷载设计值F(kN)
+81=
水平荷载设计值Fv(kN)
=×=
倾覆力矩设计值M(kN·m)
=×=
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
'=×449=
水平荷载设计值Fv'(kN)
'=×=
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
=×=
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)
承台桩心距Sa(m)
桩心距承台边的距离b(m)
桩心距切角边的距离a(m)
桩直径d(m)
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
三桩基础布置图(等边)
承台及其上土的自重荷载标准值:
顶角θ=60°
底角α=(180-θ)/2 =(180-60)/2=60°
承台面积:
S=(b/cosα++b)2-2((b-a)/(2cosα)+b)2-(b/cosα-a)2/tanα=(°+×sin60°+)2-2×((-)/(2×cos60°)+)2-(°-)2/tan60°=
Gk=S(hγc+h'γ')=×(×25+0×19)=
承台及其上土的自重荷载设计值:G==×=
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:Qk=(Fk+Gk)/n=(509+)/3=
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)yi/∑yi2
=(449+)/3+(+×)×/(2×+)=
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)yi/∑yi2
=(449+)/3-(+×)×/(2×+)=-
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
=(+)/3+(+×)×/(2×+)=
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)yi/∑yi2
=(+)/3-(+×)×/(2×+)=-
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C35
桩基成桩工艺系数ψC
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)
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
地基属性
地下水位至地表的距离hz(m)
承台埋置深度d(m)
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
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
10
150
90
粉土
8
100
50
强风化岩
25
3500
150
中风化岩
5
35
1900
160
全风化岩
70
4000
330
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长:u=πd=×=
桩端面积:Ap=πd2/4=×=
承载力计算深度:min(Sa/2,5)=min(,5)=
fak=(×90)/=162/=90kPa
承台底净面积:Ac=(V/h-3Ap)/3=(-3×)/3=
复合桩基竖向承载力特性值:
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=×(×10+×8+×25+×35)+1900×+×90×=
Qk=≤Ra=
Qkmax=≤=×=
满足规定!
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:Qk'=
桩身位于地下水位以下时,位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算,
桩身的重力标准值:Gp=ltAp(γz-10)=××(25-10)=
Ra'=uΣλiqsiali+Gp=×(××10+××8+××25+××35)+
=
Qk'=≤Ra'=
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××202/4=5027mm2
(1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:Q=Qmax=
桩身结构竖向承载力设计值:R=
满足规定!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值:Q'=-Qmin=
fyAS=360××10-3=
Q'=≤fyAS=
满足规定!
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=(/(×106))×100%=1%≥%
满足规定!
五、承台计算
承台配筋
承台每边顶部配筋
HRB400 Φ******@18
承台每边底部配筋
HRB400 Φ******@18
1、荷载计算
承台有效高度:h0=1250-50-22/2=1189mm
M=(Qmax- G/3)(Sa-×B/4)/3=(-)×(-×)/3=·m
2、承台配筋计算
(1)、承台每边底部配筋面积
αS1= M/(α1fcbh02)=×106/(1××2678×11892)=
ζ1=1-(1-2αS1)=1-(1-2×)=
γS1=1-ζ1/2=1-=
AS1=M/(γS1h0fy1)=×106/(×1189×360)=1708mm2
最小配筋率:ρ=max(,45ft/fy1)=max(,45×)=max(,)=%
需要配筋:A1=max(AS1, ρbh0)=max(1708,×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≥'=
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 方向斜截面的最大剪力设计值:
Vx1=F /3=
受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/1189)1/4=
剪切面的计算宽度:
b0x1=2(b/sin(θ/2)+)tan(θ/2)=2×(600/sin(60°/2)+×800)×tan(60°/2)=
塔机立柱边沿至角桩内边沿的水平距离:
ay1=2Sacos(θ/2)/3-B/2-=2×3600×cos(60°/2)/3-1600/2-×800=,
截面剪跨比:
λy1= ay1/h0==,
<λy1<3,取λy1=
承台剪切系数:αy1=/(λy1+1)=/(+1)=
βhsαy1ftb0x1h0=××××1189×10-3=≥Vx1=
(2)、X方向(下方):
扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面的最大剪力设计值:
Vx2=2F /3=
受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/1189)1/4=
剪切面的计算宽度:
b0x2=2(b/sin(θ/2)+Sacos(θ/2)-)tan(θ/2)=2×(600/sin(60°/2)+3600×cos(60°/2)-×800)×tan(60°/2)=
塔机立柱边沿至角桩内边沿的水平距离:
ay2=Sacos(θ/2)/3-B/2-=3600×cos(60°/2)/3-1600/2-×800=-,
截面剪跨比:
λy2= ay2/h0=-=-,
λy2≤,取λy2=
承台剪切系数:αy2=/(λy2+1)=/(+1)=
βhsαy2ftb0x2h0=××××1189×10-3=≥Vx2=
(3)、Y方向:
扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力设计值:
Vy=F /3=
受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/1189)1/4=
剪切面的计算宽度:
b0y=(b/tan(45-θ/4)+)/tan(θ/2)=(600/tan(45°-60°/4)+×800)/tan(60°/2)=
塔机立柱边沿至角桩内边沿的水平距离:
ax=Sa/2-B/2-=3600/2-1600/2-×800=680mm,
截面剪跨比:
λx= ax/h0=680/1189=,
<λx<3,取λx=
承台剪切系数:αx=/(λx+1)=/(+1)=
βhsαxftb0x1h0=××××1189×10-3=≥Vy=
4、受冲切计算
(1)、塔机立柱对承台的冲切验算: