1.计算参数

（1）基本参数

采用2台QTZ63塔式起重机，1台45米、1台40米，塔身尺寸1.63m,承台面标高-12.20m。

（2）计算参数

1）塔机基础受力情况

比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况，塔机基础按工作状态计算如图：

Fk=503.80kN，Fh=35.00kN，M=1500.00+35.0×1.10=1538.50kN.m

Fk‘=503.80×1.35=680.13kN，Fh，=35.00×1.35=47.25kN，Mk=(1500.00+35.0×1.10)×1.35=2076.98kN.m

2）桩顶以下岩土力学资料

基础桩采用1根φ1400人工挖孔灌注桩，桩顶标高-12.20m，桩端设扩大头，桩端入中风化 1.10m；桩混凝土等级C30，fC=14.30N/mm2 ,EC=3.00×104N/mm2；ft=1.43N/mm2，桩长10.10m；钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2 ,Es=2.00×105N/mm2；

承台尺寸长(a)=3.50m、宽(b)=3.50m、高(h)=1.20m；桩中心与承台中心重合,面标高-12.20m；承台混凝土等级C30,ft=1.43N/mm2,fC=14.30N/mm2,γ砼=25kN/m3。

Gk=a×b×h×γ砼=3.50×3.50×1.20×25=367.50kN

2.桩顶作用效应计算

（1）轴心竖向力作用下

Nk=(Fk＋Gk)/n=(503.80+367.50)/1=871.30kN 

（2）水平力作用下

Hik=Fh /n=35.00/1=35.00kN

3.桩基竖向承载力验算

（1）单桩竖向极限承载力标准值计算

hr=1.10m,d=1.40m=1400mm,hr/d=1.10/1.40=0.79,查表得，ζr=1.04

Ap=πD2/4=3.14×(1.40+2×0.40)2/4=3.80m2    

Qsk=u∑qsiki =πd∑qsiai=3.14×1.40×512.40=2252.51kN

Qrk=ζrfrkAp=1.04×120×3.80=474.24kN

Quk=Qsk+Qsk=2252.51+474.24=2726.75kN

Ra=1/KQuk=1/2×2726.75=1363.38kN   

4.桩基竖向承载力计算

轴心竖向力作用下

    Nk=871.30kN＜Ra=1363.38kN,竖向承载力满足要求。

5.桩基水平承载力验算

（1）单桩水平承载力特征值计算

αE=Es/Ec=2.00×105/3.00×104=6.67,γm=2,ζN=0.50

ρg=0.2+(2000-1400)/(2000-300)×(0.65-0.2)=0.36%

Wo=πd/32[d2＋2(ES/EC－1)ρgd02]=3.14×1.40/32×(1.402+2×(6.67-1)×0.36%×(1.40-2×0.10)2)=0.28m3

Io=Wod/2=0.28×1.40/2=0.19m4

EI=0.85ECIo=0.85×3.00×107×0.19=4845000kN.m2

查表得:m=35.00×103kN/m4 ， bo =0.9(d+1)=2.16m

α=(mbo/ECI)0.2=(35.00×1000×2.16/4845000)0.2=0.44

αL=0.44×10.10=4.40＞4 ，按 αL=4 查表得: Vm=0.768

Nk=(Fk’＋1.2Gk)/n=(680.13+1.2×367.50)/1=1121.13kN    

An=πd2/4[1＋(Es/Ec-1)Pg]=1.54×(1+5.67×0.36%)=1.57m2

RHa=(0.75×αγmftW0/Vm)(1.25+22ρg)(1+ζNN1k/γmftAn)=(0.75×0.44×2×1.43×1000×0.28／0.768)×(1.25 + 22×0.36/100)×[1 + 0.50×1121.13/(2×1.43×1000×1.57)]=481.73kN

(2)桩基水平承载力

Hik=35.00kN＜Rha=481.73kN,水平承载力满足要求。

6.抗拔桩基承载力验算

（1）抗拔极限承载力标准值计算

Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1.40×4×358.68=2008.61kN

Tuk=ΣλiqsikuiLi=358.68×3.14×1.40=1576.76kN

(2)抗拔承载力计算

Ggp=Ggp1＋Ggp2=3.50×3.50×1.50×18.80/1＋3.50×3.50×8.50×(18.80 - 10)/1=1261.75kN

Gp=Gp1＋Gp2=3.80×1.60×25＋3.80×8.50×(25 - 10)=636.50kN

Tgk/2+Ggp=2008.61/2+1261.75=2266.06kN

Tuk/2+Gp=1576.76/2+636.50=1424.88kN

7.抗倾覆验算

bi=3.50/2=1.75m

倾覆力矩M倾=M＋Fh×h=1500.00+35.00×1.10=1538.50kN.m

抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）×bi＋(Tuk/2+Gp)×bi

=(503.80+367.50)×1.75+(1576.76/2+636.50)×1.75=4018.32kN.m

M抗/M倾=4018.32/1538.50=2.61

抗倾覆验算2.61＞1.6,满足要求。

8.桩身承载力验算

(1)正截面受压承载力计算

Nk =(Fk’＋1.2Gk)/n=(680.13+1.2×367.50)/1=1121.13kN

Ψc=0.90

ΨcfcAp=0.90×14.30×1000×1.54=19819.80kN

正截面受压承载力=19819.80kN＞NK=1121.13kN,满足要求。

（2）配筋计算

采用HRB335钢筋,fy=300.00N/mm2,按照配筋率ρ=ρg=0.36%计算：

As1=ρA=0.36%×3.14×1.402/4×106=5539mm2 

桩身钢筋抗拔计算：

As2=2M倾/dfy=2×1538.50×106/(1400×300)=7326mm2

比较As1和As2,按As2配筋，取31 18，As=31×254=7874mm2>AS2=7326mm2 (满足要求)

9.承台受冲切承载力验算

只考虑塔身边冲切承载力计算：

Fι=F－1.2ΣQik=Fk’=680.13kN，ho=1.20-0.10=1.10m=1100mm

βhp=1.0+(2000-1200/(2000-800)×(0.9-1.0)=0.93

а0=(3.50-1.63)/2=0.94m,λ=а0/ho=0.94/1.10=0.85

β0=0.84/(0.85+0.2)=0.80

um=4×(1.63+0.94)=10.28m

βhpβ0umftho=0.93×0.80×10.28×1.43×1000×1.10=12030.81kN

     承台受冲切承载力=12030.81kN＞Fk=680.13kN,满足要求。

10. 承台受剪切承载力计算

V=Nk’=Fk’/n=680.13/1=680.13kN

βhs=(800/ho)1/4=(800/1100)0.25=0.92,λ=а0/ho=0.94/1.10=0.85

α=1.75/(λ+1)=1.75/(0.85+1)=0.95,b0=3.50m=3500mm

βhsαftb0ho=0.92×0.95×1.43×1000×3.50×1.10=4811.81kN

     承台受剪切承载力=4811.81kN＞V=680.13kN,满足要求。

11.承台配筋计算

（1）承台弯矩计算

Ni=Fk=680.13kN，xi =0.70m

M=Nixi=680.13×0.70=476.09kN.m

（2）承台配筋计算

基础采用HRB335钢筋,fy=300N/mm2

As1=M/0.9fyho=476.09×106/(0.9×300×1100)=1603mm2

采用HRB335钢筋，fy=300N/mm2,最小配筋率ρ=0.15%计算配筋:

As2=ρbho=0.0015×3500×1100=5775mm2

比较As1和As2，按As2配筋,取19 20@191mm (钢筋间距满足要求)  

As=19×314=5966 mm2

承台配筋面积=5966mm2＞5775mm2,满足要求。

12.计算结果

（1）基础桩

1根φ1400 人工挖孔灌注桩，桩端设扩大头,桩顶标高-12.20m，桩长10.10m，桩端入中风化岩 1.10m；桩混凝土等级C30,桩身钢筋采用31 18,箍筋采用φ10mm@250mm。

（2）承台

长(a)=3.50m、宽(b)=3.50m、高(h)=1.20m；桩中心与承台中心重合，承台面标高-12.20m；混凝土等级C30,承台底钢筋采用双向19 20@191mm。

下载本文