I塔吊四樁基礎(chǔ)的計(jì)算書依據(jù)《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T187-2009)。一.參數(shù)信息塔吊型號:TC6013塔機(jī)自重標(biāo)準(zhǔn)值:Fk1=800.00kN起重荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Fqk=6.00kN塔吊最大起重力矩:M=1093.7kN.m非工作狀態(tài)下塔身彎矩:M=433kN.m塔吊計(jì)算高度:H=35m塔身寬度:B=1.8m樁身混凝土等級:C30承臺混凝土等級:C30保護(hù)層厚度:H=50mm矩形承臺邊長:H=5m承臺厚度:Hc=1.2m承臺箍筋間距:S=200mm承臺鋼筋級別:HRB400承臺頂面埋深:D=0.0m樁直徑:d=1.0m樁間距:a=3m樁鋼筋級別:HRB400樁入土深度:20m樁型與工藝:泥漿護(hù)壁鉆(沖)孔灌注樁計(jì)算簡圖如下：二.荷載計(jì)算1.自重荷載及起重荷載1)塔機(jī)自重標(biāo)準(zhǔn)值Fk1=800kN2)基礎(chǔ)以及覆土自重標(biāo)準(zhǔn)值Gk=5×5×1.20×25=750kN3)起重荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fqk=6kN2.風(fēng)荷載計(jì)算1)工作狀態(tài)下塔機(jī)塔身截面對角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值a.塔機(jī)所受風(fēng)均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Wo=0.2kN/m2)Wk=0.8×1.59×1.95×1.245×0.2=0.62kN/m2qsk=1.2×0.62×0.35×1.8=0.47kN/mb.塔機(jī)所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準(zhǔn)值Fvk=qsk×H=0.47×35.00=16.34kNc.基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準(zhǔn)值Msk=0.5Fvk×H=0.5×16.34×35.00=285.99kN.m2)非工作狀態(tài)下塔機(jī)塔身截面對角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值a.塔機(jī)所受風(fēng)均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(本地區(qū)Wo=0.35kN/m2)Wk=0.8×1.62×1.95×1.245×0.35=1.10kN/m2qsk=1.2×1.10×0.35×1.80=0.83kN/mb.塔機(jī)所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準(zhǔn)值Fvk=qsk×H=0.83×35.00=29.14kNc.基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準(zhǔn)值Msk=0.5Fvk×H=0.5×29.14×35.00=509.92kN.m3.塔機(jī)的傾覆力矩工作狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)組合的傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk=433+0.9×(1093.7+285.99)=1674.72kN.m非工作狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)組合的傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk=433+509.92=942.92kN.m三.樁豎向力計(jì)算非工作狀態(tài)下：Qk=(Fk+Gk)/n=(800+750.00)/4=387.50kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(800+750)/4+Abs(942.92+29.14×1.20)/4.24=618.03kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(800+750-0)/4-Abs(942.92+29.14×1.20)/4.24=156.97kN工作狀態(tài)下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(800+750.00+6)/4=389.00kNQkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(800+750+6)/4+Abs(1674.72+16.34×1.20)/4.24=788.42kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(800+750+6-0)/4-Abs(1674.72+16.34×1.20)/4.24=-10.42kN四.承臺受彎計(jì)算1.荷載計(jì)算不計(jì)承臺自重及其上土重，第i樁的豎向力反力設(shè)計(jì)值：工作狀態(tài)下：最大壓力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(800+6)/4+1.35×(1674.72+16.34×1.20)/4.24=811.24kN最大拔力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(800+6)/4-1.35×(1674.72+16.34×1.20)/4.24=-267.19kN非工作狀態(tài)下：最大壓力Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×800/4+1.35×(942.92+29.14×1.20)/4.24=581.21kN最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×800/4-1.35×(942.92+29.14×1.20)/4.24=-41.21kN2.彎矩的計(jì)算依據(jù)《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》第6.4.2條其中Mx,My1──計(jì)算截面處XY方向的彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m)；xi,yi──單樁相對承臺中心軸的XY方向距離(m)；Ni──不計(jì)承臺自重及其上土重，第i樁的豎向反力設(shè)計(jì)值(kN)。由于工作狀態(tài)下，承臺正彎矩最大：Mx=My=2×811.24×0.60=973.49kN.m承臺最大負(fù)彎矩:Mx=My=2×-267.19×0.60=-320.63kN.m3.配筋計(jì)算根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010第6.2.10條式中α1──系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時(shí)，α1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C80時(shí)，α1取為0.94,期間按線性內(nèi)插法確定；fc──混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；h0──承臺的計(jì)算高度；fy──鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy=360N/mm2。底部配筋計(jì)算:αs=973.49×106/(1.000×14.300×5000.000×11502)=0.010295η=1-(1-2×0.010295)0.5=0.010349γs=1-0.010349/2=0.994826As=973.49×106/(0.994826×1150.0×360.0)=2363.6mm2承臺底部實(shí)際選用鋼筋為：鋼筋直徑20.0mm，鋼筋間距為150mm,承臺底部選擇鋼筋配筋面積為As0=3.14×202/4×Int(5000/150)=10367mm2選擇鋼筋配筋面積大于計(jì)算需要配筋面積，滿足要求!推薦參考配筋方案為：鋼筋直徑為20mm，鋼筋間距為200mm，配筋面積為7854mm2頂部配筋計(jì)算:αs=320.63×106/(1.000×14.300×5000.000×11502)=0.003391ξ=1-(1-2×0.003391)0.5=0.003397γs=1-0.003397/2=0.998302As=320.63×106/(0.998302×1150.0×360.0)=775.8mm2承臺頂部實(shí)際選用鋼筋為：鋼筋直徑22mm，鋼筋間距為150mm,承臺頂部實(shí)際配筋面積為As0=3.14×222/4×Int(5000/150)=12544mm2實(shí)際配筋面積大于計(jì)算需要配筋面積，滿足要求!五.承臺剪切計(jì)算最大剪力設(shè)計(jì)值：Vmax=811.24kN依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)的第6.3.4條。我們考慮承臺配置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式：式中λ──計(jì)算截面的剪跨比,λ=1.500ft──混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，ft=1.430N/mm2；b──承臺的計(jì)算寬度，b=5000mm；h0──承臺計(jì)算截面處的計(jì)算高度，h0=1150mm；fy──鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy=360N/mm2；S──箍筋的間距，S=200mm。經(jīng)過計(jì)算承臺已滿足抗剪要求，只需構(gòu)造配箍筋!六.承臺受沖切驗(yàn)算角樁軸線位于塔機(jī)塔身柱的沖切破壞錐體以內(nèi)，且承臺高度符合構(gòu)造要求，故可不進(jìn)行承臺角樁沖切承載力驗(yàn)算七.樁身承載力驗(yàn)算樁身承載力計(jì)算依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)的第5.8.2條根據(jù)第二步的計(jì)算方案可以得到樁的軸向壓力設(shè)計(jì)值，取其中最大值N=1.35×788.42=1064.36kN樁頂軸向壓力設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足下面的公式：其中Ψc──基樁成樁工藝系數(shù)，取0.75fc──混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fc=14.3N/mm2；Aps──樁身截面面積，Aps=785399mm2。樁身受拉計(jì)算，依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008第5.8.7條受拉承載力計(jì)算，最大拉力N=1.35×Qkmin=-14.06kN經(jīng)過計(jì)算得到受拉鋼筋截面面積As=39.067mm2。由于樁的最小配筋率為0.20%，計(jì)算得最小配筋面積為1571mm2綜上所述，全部縱向鋼筋面積1571mm2實(shí)際選用鋼筋為：鋼筋直徑22mm，鋼筋根數(shù)為15樁實(shí)際配筋面積為As0=3.14×222/4×15=5702mm2實(shí)際配筋面積大于計(jì)算需要配筋面積，滿足要求!八.樁豎向承載力驗(yàn)算依據(jù)《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.3和6.3.4條軸心豎向力作用下，Qk=389.00kN；偏心豎向力作用下，Qkmax=788.42kN樁基豎向承載力必須滿足以下兩式：單樁豎向承載力特征值按下式計(jì)算：其中Ra──單樁豎向承載力特征值；qsik──第i層巖石的樁側(cè)阻力特征值；按下表取值；qpa──樁端端阻力特征值，按下表取值；u──樁身的周長，u=3.14m；Ap──樁端面積,取Ap=0.79m2；li──第i層土層的厚度,取值如下表；厚度及側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值表如下:序號土層厚度(m)側(cè)阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kPa)土名稱1300填土26550粉土361502500卵石41360500粘性土5580800礫砂6154507000風(fēng)化巖由于樁的入土深度為20m,所以樁端是在第4層土層。最大壓力驗(yàn)算:Ra=3.14×(3×0+6×55+6×150+5×60)+500×0.79=5199.34kN由于:Ra=5199.34>Qk=389.00,最大壓力驗(yàn)算滿足要求!由于:1.2Ra=6239.21>Qkmax=788.42,最大壓力驗(yàn)算滿足要求!九.樁的抗拔承載力驗(yàn)算依據(jù)《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.5條偏心豎