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1、ST6015塔吊基础设计计算书ST6015塔吊基础设计计算书一、 设计依据建筑结构荷载规范GB50009-2001 塔式起重机设计规范GB/T13752-92 建筑地基基础设计规范GB50007-2011 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 混凝土结构设计规范GB50010-2010二、 基本参数塔吊型号：ST6015 基桩类型：预应力管桩 垂直力：903 kN 桩径(d): 400 mm 水平力：157 kN 基桩长度：29 m 倾覆力矩：4650 kNm 基桩中心距（S）: 3.6m 塔身宽度：2.0 m 桩钢筋等级： 级钢 承台宽度（B）：4.5 m 桩砼强度等级：C30 承台高度（
2、h）：1.35 m 地下水位深度: 0 m 承台钢筋等级：C级钢 砼保护层厚度: 50 mm 承台砼强度等级：C35 承台覆土深度：0.0 m三、土层力学参数1 四、塔吊基桩承载力验算1.计算简图： 图中：F 塔吊作用于基础上的垂直力标准值（kN）； M 塔吊作用于基础上的倾覆力矩标准值（kNm）； H 塔吊作用于基础上的水平力标准值（kN）； Gk 承台自重及其上覆土自重标准值（kN）； S 基桩中心距（m）；B 承台宽度（m）；h 承台高度（m）。2 2.荷载计算：取地基土容重为16kN/m3，则承台自重及上覆土自重标准值：Gk =4.54.5(1.3525+016)= 683.4kN作用
3、于承台基础底的弯矩：Mk=M0k+Hkh = 4650 + 1571.35= 4862.0kNm3.基桩顶作用效应计算：(绕Z轴)xiS3.6 = 2.545 m 垂直力（轴心受压）：N=Fk+Gkn= 903+683.4 =396.6 kN垂直力（偏心受压）：N=Fk+GkMknxix2i= 903+683.4 4862.0 2.54522.5452Nmax= 1351.8kN Nmin= -558.6kN 水平力：H ik= H k /n=157/4=39.25kN4.桩基竖向承载力验算（1）单桩竖向极限承载力标准值计算A p=(d2-d1)/4 =3.14(0.40-0.22)/4=0.
4、087Q sk=uq sikL i=3.140.401046.5=1314.4kN Q pk=qpkA p=35000.087=304.5kN3 Q ukQsk+Qpk=1314.4+304.5=1618.9kNR a=1/KQ uk=1/21618.9=809.5kN（2）桩基竖向承载力计算1) 轴心竖向力作用下N k=329.85kN<R a=809.5kN，竖向承载力满足要求。2) 偏心竖向力作用下N kmax=1351.8kN>1.2 R a=1.2809.5=971.34kN，竖向承载力不满足要求。5. 桩基水平承载力验算(1) 单桩水平承载力特征值计算I=p(d42-d
5、41)/64 =3.14(0.404-0.224)/64=0.0026m4EI=3.801070.0026=98800 N.m2 查表 7-10 得：m=2.00103kN/m4, X oa=0.010m, b o=0.9(1.5d+0.5)=0.9(1.50.40+0.5)=0.99m=(mbo/ E CI)0.2=(2.0010000.99/98800)0.2=0.47L=0.4729.0=13.63>4，按L=4 查表 7-11 得：x=0.75(3EI/ x)oa=0.75(0.47398800)/2.4410.01=31.52kN(2) 桩基水平承载力H ik= 39.25kN
6、>R ha=31.52kN，水平承载力不满足要求。6. 抗拔桩基承载力验算(1) 抗拔极限承载力计算T gk=1/nu liq sikL i=1/4(1.82+0.40)4502.55=2010.2kN T uk=iq siku iL i=502.553.140.40=632.20kN(2) 抗拔承载力计算4 G gp=4.54.528.916.00/4=2340.9kNG p=0.08729.025=63.07kNT gk/2+G gp=2010.2/2+2340.9=3346kNNkmin=558.6kN，基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。T uk/2+G p=632.2/2+6
7、3.07=378.7kNN kmin =558.6kN， 基桩呈非整体性破坏的抗拔承载力不满足要求。五、 承台抗冲切验算：根据建筑地基基础设计规范 GB 50007-2011 中的8.5.17条1.桩竖向力设计值计算：h0=h- 50 = 1350 - 50 = 1300 mm1）对于绕X、Y轴时xi=0.5S= 0.53.6 = 1.8mNmax=1.2Fk1.4Mkxi+2nxi= 1.29031.4 4862 1.8 + 41.82= 2161.7 kN2）对于绕Z轴时3.6 = 2.545 m xi=SNmax=1.2Fk1.4Mkxi +2nxi1.44862 2.5452 2.54
8、52 = 1.2903 =1608.2kN2.桩对承台的冲切： 对于园形桩: C = 0.866d = 0.866400= 346.4 mm5 a0x=a0y=0.5(S-A-c)= 0.5(3600-2000-346.4) = 626.8mm > 0.2h0 = 0.21300 = 260mm 且 < h0= 1300 mm取 a0x=a0y= 626.8 mm la0x0x=loy=h= 626.8/130 = 0.482 box=bo=0.84(l= 0.84yox+0.2)(0.4820.2) =1.232，取box=boy=1 bhp=1.0-1-0.92-0.8(h-0
9、.8)=1.0-1-0.92-0.8（1.35-0.8）= 0.954Fl=F-Ni=1.2903- 0 =1083.6 kN 2box(bc+aoy)+boy(hc+aox)bhpfth0 =21（2000+626.8）+1（2000+626.8）0.9541.571300 =20458 kN > Fl= 1083.6kN，满足要求。3.角桩对承台的冲切： Nl=1608.2 kN a1x=a1y=0.5(S-A-c)=0.5(3600-2000-346.8) = 626.8 mm < h0= 1300 mm 取a1x=a1y= 626.8mml1x=l2x=a1x/h0= 62
10、6.8/1300 = 0.482 c1=c2=0.5(B-S-c)=0.5(4500-3600-346.8)6 = 276.6mm0.560.56 b1x=b1y= = 0.821 =l1x+0.2 0.482+0.2a1y b1xc2+2a1x+by1c+1bhpfth 02626 = 0.821 276 + +0.821 276+ 626 0.9541.571300 22= 1883.25kN > Nl= 1608.2kN满足要求六、承台抗剪验算：根据建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002 中的8.5.18条 Vbhsbftb0h0b=1.75l+1.0V 扣除承台及其上填
11、土自重后相应于荷载效应基本组合时斜截面的最大剪力设计值；0 承台计算截面处的计算宽度；h0计算宽度处的承台有效高度；b剪切系数；bhs受剪切承载力截面高度影响系数；计算截面的剪跨比；V=2Nl= 2768= 1536.00 kNl=axh= 940/1250=0.752 大于等于0.3且小于等于3 取 l= 0.752b=1.751.75l+1.0= 0.752+1.0 0.999141 bhs=800=h0 800 1250 = 0.894bhsbftb0h= 0.8940.9991.43500012507 = 7982.14kN > V= 1536.00 kN 满足要求七、承台基础底
12、板配筋计算：1、桩反力计算：（荷载按基本组合）当弯矩绕X、Y 轴时，xi= 2.0 m N=1.2(Fk+Gk)1.4Mkxinx2i= 1.2（640 + 812.50 ） 1.4 1765.00 2.042.02Nmax= 744.63 kN Nmin= 126.88 kN 当弯矩绕 Z 轴时, xi= 2.828 mN=1.2(Fk+Gk)1.4Mknxix2i= 1.2（640 + 812.50 1.4 1765.00 2.828） 22.8282Nmax= 872.57 kN Nmin= -1.07 kN2、弯矩计算：yi= 0.5(S-A)=0.5(4-1.6)= 1.2 mM=N
13、iyi= 2744.631.2= 1787.10kNm3、配筋计算：AM 1787.10 s=0.9h= 1060fy0.91250300= 5295 mm2钢筋配筋量应同时满足厂家使用说明书中的要求。八、基桩承载力计算：1.单桩竖向极限承载力特征值计算8 按经验参数法计算单桩竖向极限承载力特征值：Qu=Qs+Qp=uqsili+qpAp式中：qsi 桩侧第 i 层土的极限侧阻力特征值(kPa)； qp 极限端阻力特征值(kPa)； li 桩周第 i 层土的厚度(m)； u 桩身周长(m)；Ap 桩端面积(m2)。则有：Qu=uqsili+qpAp= 1.885341.50 + 12000.283 = 983.00 kN桩自重：(管桩每米长重量取 1.5kN)Gp= 24.75 kN单桩抗力：Ra=Qu-Gp= 983.00 - 24.75 = 958.25 kN 轴心力：Nk= 363.13kN < Ra= 958.25 kN 满足要求 偏心力：Nkmax= 675.14 kN < 1.2Ra=1.2 958.25 = 1149.91 kN Nkmin= 51.11 kN > 0满足要求 9
