其中 n──单桩个数,n=4;
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值,F=612.96kN; G──桩基承台的自重
G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc+20×Bc×Bc×D)= 1.2×(25×2.60×2.60×1.60+20×2.60×2.60×0.00)=324.48kN;
Mx,My──承台底面的弯矩设计值,取882.00kN.m; xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=0.83m; Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN); 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值,
最大压力:N=(612.96+324.48)/4+882.00×0.83/(4× 0.832)=501.63kN。
2. 矩形承台弯矩的计算
依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。 其中 Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m);
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=-0.43m; Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN),Ni1=Ni-G/n=420.51kN/m2;
经过计算得到弯矩设计值:
Mx1=My1=2×420.51×-0.43=-357.44kN.m。
4、矩形承台截面主筋的计算
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,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时, α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00; fc──混凝土抗压强度设计值查表得19.10N/mm2; ho──承台的计算高度Hc-50.00=1550.00mm; fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2;
经过计算得:αs=-357.44×106/(1.00×19.10×2600.00×1550.002)=-0.003; ξ =1-(1-2×-0.003)0.5=-0.003; γs =1--0.003/2=1.001;
Asx =Asy =-357.44×106/(1.001×1550.00×300.00)=-767.53mm2。
5、矩形承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。 根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性,
记为V=501.63kN我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满足下面公式:
其中,γo──建筑桩基重要性系数,取1.00; bo──承台计算截面处的计算宽度,bo=2600mm; ho──承台计算截面处的计算高度,ho=1550mm; λ──计算截面的剪跨比,λx=ax/ho,λy=ay/ho, 此处,ax,ay为柱边(墙边)或承台变阶处 至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离,得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=-425.00mm,
当 λ<0.3时,取λ=0.3;当 λ>3时,取λ=3, 满足0.3-3.0范围; 在0.3-3.0范围内按插值法取值。得λ=0.30;
β──剪切系数,当0.3≤λ<1.4时,β=0.12/(λ+0.3);当1.4≤λ≤3.0时,β=0.2/(λ+1.5),
得β=0.20;
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=19.10N/mm2; fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2; S──箍筋的间距,S=200mm。
则,1.00×501.63=5.02×105N≤0.20×300.00×2600×1550=1.54×107N; 经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
6、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=501.63kN;
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
其中,γo──建筑桩基重要性系数,取1.00;
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=11.90N/mm2; A──桩的截面面积,A=2.38×105mm2。
则,1.00×501632.73=5.02×105N≤11.90×2.38×105=2.83×106N; 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!
7、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(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=501.63kN;
单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算:
其中 R──最大极限承载力;
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk──单桩总极限端阻力标准值:
ηs, ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数, γs, νp──分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数, qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值; qpk──极限端阻力标准值; u──桩身的周长,u=1.728m; Ap──桩端面积,取Ap=0.238m2; li──第i层土层的厚度; 各土层厚度及阻力标准值如下表:
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 4.00 22.00 1350.00 2 12.00 58.00 2500.00 由于桩的入土深度为18.00m,所以桩端是在第2层土层。 单桩竖向承载力验算:
R=1.73×(4.00×22.00×0.80+12.00×58.00×0.80)/1.67+1.64×2500.00×0.238/1.67=1.23×103kN>N=501.633kN; 上式计算的R的值大于最大压力501.63kN,所以满足要求!
五、塔吊稳定性验算
1、塔吊有荷载时稳定性验算
塔吊有荷载时,计算简图:
塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:
式中 K1──塔吊有荷载时稳定安全系数,允许稳定安全系数最小取1.15; G──塔吊自重力(包括配重,压重),G=450.80(kN); c──塔吊重心至旋转中心的距离,c=1.25(m); ho──塔吊重心至支承平面距离, ho=68.00(m); b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50(m); Q──最大工作荷载,Q=45.00(kN); g──重力加速度(m/s2),取9.81; v──起升速度,v=0.67(m/s); t──制动时间,t=20.00(s);
a──塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=30.00(m); W1──作用在塔吊上的风力,W1=7.00(kN); W2──作用在荷载上的风力,W2=1.30(kN);
P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=32.00(m); P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=3.00(m); h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=126.15m(m); n──塔吊的旋转速度,n=0.60(r/min);
H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离,H=119.15(m); α──塔吊的倾斜角(轨道或道路的坡度), α=0.00(度)。 经过计算得到K1=1.178;
由于K1≥1.15,所以当塔吊有荷载时,稳定安全系数满足要求!
2、塔吊无荷载时稳定性验算
塔吊无荷载时,计算简图:
塔吊施工方案
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)