最新7种塔吊的基础计算
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=245.00kN
2. 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=1.00
A──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 1
3 500 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=245.00kN
2. 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/2L
R 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=0.645
s=1-0.645/2=0.677
A 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.m
10.0m 10.0m 10.0m 20.0m
q
M
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