边检站营房工程塔吊计算书.doc

1、宁波边防检查站机关营房建设工程宁波边防检查站机关营房建设工程 塔塔 吊吊 计计 算算 书书 一、计算依据一、计算依据： 1、建筑地基基础设计规范GB5007-2002 2、宁波边防检查站机关营房建设工程岩土工程勘察报告 （宁波市机电工业研究设计院） 3、 QTZ63 型（TC5013）塔吊使用说明书 （青岛志鹏建筑机械厂） 4、 先张法预应力管桩标准图集 2002 浙 G22 5、 混凝土结构设计规范 GB500102002 6、 宁波市建筑桩基设计与施工细则 2001 甬 DBJ 0212 二、工况简介二、工况简介： 本工程总用地面积 13560m2, 分二期建筑，一期建筑共 5 单体，二期

2、建筑仅 有一个建筑单体， 一期建筑中的办公楼工程为地下室一层， 地上八层 （局部九层） ， 自室外地坪起全高 31.65m , 是 6 个建筑单体中的最高建筑，其余建筑物高度均 底于办公楼。 为提高垂直运输效率，加快工程进度，在办公楼与综合楼之间安装一台自 升式塔式起重机，该塔基基础位于 5 5 地质剖面 J 13 # 地质孔与 4 4 地 质剖面 ZK 10# 地质孔附近。 因建筑物最高仅为 31.65m ，小于塔机最大自由高度（40m ） ，塔机可不采 用附墙措施。 本塔机基础采用独立式桩基承台， 下设 4 根 33m 长 PTC 400 （60） 预应力薄壁管桩。 桩机承台顶面受塔机传下

3、的荷载为： 基础顶面最大垂直荷载 FK = 413.9 KN 基础顶面最大水平荷载 Rh = 76 KN 基础顶面最大侧向弯矩 M = 1651 KN.m 三、基础与桩型：基础与桩型： 基础尺寸：420042001250 砼强度等级：C35（取强度等级 C35 为满足塔吊基础规范最底要求） 配筋状况：18 195 双排双向筋（级钢，22 根，砼保护层厚为 50 ） 承台周边配构造筋 212（级钢，环型通长且与上排每间隔一 根弯下主筋绑扎） 。 基底标高：1.95 m（黄海高程，场地标高约为 2.47 m） 桩顶标高：2.00 m（黄海高程，桩顶伸入基底 50 mm） 桩 型：PTC 400（6

4、0）10,11,12 桩 距：3400 mm 枚 数：4 枚（正方形布置） 有效桩长：32.95m(自承台基础底标高算起) 四、设计（复核）计算四、设计（复核）计算: 1）单桩承载力特征值：）单桩承载力特征值： 按 ZK10#地质孔计算， -3 层 （粘土） 作为桩基持力层， 桩伸入持力层 1.50m， 该地质孔桩基设计参数见下表： ZK10#地质孔桩基设计参数表 层 号 土 体 类 别 层 厚（m） qsia (Kpa) qpa (Kpa) 1 杂填土 0.55 0 2 粘 土 0.60 13 1 淤泥质粘土 2.90 6 3 淤泥质粘土 11.50 7 粉 土 2.00 12 1 粉质粘土

5、 4.90 10 2 粉质粘土 3.00 12 1 粘 土 4.30 30 1000 2 粘 土 1.70 25 3 粉质粘土 1.50 26 900 单桩承载力特征值： Ra = qpaAP + UPqsiaLi = 900/40.40 2 0.40(130.6062.90711.50122.00 104.90123.00304.30251.70261.50 ) = 113.1534.3 = 647.4 KN647.4 KN 1.2Ra = 1.2647.4 = 776.9 KN776.9 KN 按 J 13 #地质孔计算， -3 层 （粘土） 作为桩基持力层， 桩伸入持力层 2.64m，

6、该地质孔桩基设计参数见下表： J 13 #地质孔桩基设计参数表 层 号 土 体 类 别 层 厚（m） qsia (Kpa) qpa (Kpa) 1 杂填土 0.11 0 2 粘 土 0.80 13 1 淤泥质粘土 3.20 6 3 淤泥质粘土 10.80 7 粉 土 1.80 12 1 粉质粘土 5.90 10 2 粉质粘土 3.30 12 1 粘 土 3.70 30 1000 2 粘 土 0.70 25 3 粉质粘土 2.64 26 900 单桩承载力特征值： Ra = qpaAP + UPqsiaLi = 900/40.40 2 0.40(130.863.20710.80121.80 10

7、5.90123.30303.70250.70262.64 ) = 113.1531.0 = 644.1 KN644.1 KN 1.2Ra = 1.2644.1 = 772.9 KN772.9 KN 因塔吊位于该二个地质孔之间，最终取其平均值作为计算依据： 单桩承载力特征值： Ra =（647.4644.1）/2 = 645.8 KN645.8 KN 1.2Ra = 1.2645.8 = 775.0 KN775.0 KN 2 2）确定桩数）确定桩数( (仅按轴向压力估算仅按轴向压力估算):): 基础自重 Gk = 4.24.21.2525.5 = 562.3 KN 桩 数 n = (Fk+Gk)

8、/ Ra = (413.9562.3)/645.8 = 1.51 (枚) 考虑到施工实际，取 n=4（枚） 。 3 3）单桩承载力按轴心受压验算）单桩承载力按轴心受压验算: : Qk = (Fk+Gk)/n =（413.9562.3）/4 = 244.1 KN 645.8 KN = R244.1 KN 645.8 KN = Ra a (满足要求) 4 4）单桩承载力按偏心受压验算）单桩承载力按偏心受压验算: : 按 45最不利工况 X1OY1计算(见右图) Qmax( Qmin)= Qk（M+Rh h）y1/y1 2 i = 244.1(1651761.25) 1.702 0.5 /2（1.7

9、02 0.5）2 = 244.1 KN363.1 KN Qmax = 607.2 KN 772.9 KN = 1.2772.9 KN = 1.2 Ra (满足要求) Qmin = -119.0 KN 0 因 Qmin 0 ,桩受拉应力，需对桩身抗拔能力进行验算： RT = UPiqsiaLiG 0.4(534.3531.0)/2 0 = 213.1 KN 213.1 KN 119.0 KN119.0 KN 注： 各土层抗拔系数 i 偏于安全统一取 0.4, 同样为偏于安全忽略桩 身自重，取 G=0 。 桩身抗拔能力 RT 桩身所受抗拔力Qmin (满足要求) 5 5）塔身下承台抗冲切验算）塔身

10、下承台抗冲切验算: : 塔基混凝土强度等级 C35 考验塔吊提前安装按 C30 验算： 混凝土抗拉强度设计值 ft= 1.43 N/ 2 应满足： FL 2 ox（bc+aoy）+ oy（hc+aox） hpftho 取 FL=4 Qmax，其中 Qmax为减去承台自重后最大单桩承载力设计值，因 而是一种偏于安全的验算办法。 因 bc=he，aox=aoy， ox=oy，上式可简化为： Qmax ox（bc+aoy）hpftho 式左：Qmax =（Qmax -Gk/n）1.4 =（607.2 - 562.3/4）1.4 = 653.3 KN 式右：冲跨比 ox = aox/ho =（1.7-

11、0.8-0.2）/（1.25-0.077） = 0.7/1.173 = 0.597 Ox = 0.84/（ox+0.2）= 0.84/（0.597+0.2）= 1.054 hp = 0.963（h=800mm 时，hp=1.0；h=2000mm 时 hp=0.9，其间按线性插值法计算） 因而 1.054（1.6+0.7）0.9631.4310 61.173 = 3.91610 6 N = 3916 KN 式左= 653.3 KN 3416 KN= 式右 (满足要求) 6 6）承台抗角桩冲切验算）承台抗角桩冲切验算: : 应满足：FL 1x（C2+a1y/2）+1y（C1+a1x/2）hpfth

12、o 左式：FL= Qmax = 653.3 KN 右式：考虑到 C1=C2，a1y=a1x，1x1y 上式右边改写为： 21x（C2+a1y/2）hpftho 冲跨比 1x = a1x/ho = 0.7/1.173 = 0.597 1x = 0.56/（1x+0.2）=0.56/（0.597+0.2）= 0.703 因而 20.703（0.600.7/2）0.9631.4310 61.173 = 2.158 MN = 2158 KN 式左 = 653.3 KN 2158 KN = 式右 (满足要求) 7 7）桩边与塔吊底座边形成的斜载面抗剪验算）桩边与塔吊底座边形成的斜载面抗剪验算: : 应满

13、足： V hpftboho 此时应按 90 xoy 工况计算： 最大单桩承载力 Qmax： Qmax = Qk（M+RH h）y/yi 2 = 264.8（1651+761.25）1.7/（41.7 2） = 244.1256.8 = 500.9 KN 式左： V = 2（Qmax - Gk/n）1.4 = 2（500.9562.3/4）1.4= 1009 KN 式右：hp =（800/ho） 0.25=（800/1173）0.25= 0.909 = 1.75/（x+1.0）= 1.75/（0.769+1.0）= 0.989 （x = ax/ho = 0.9/1.173 = 0.767） 因而

14、 0.9090.9891.4310 64.21.173 = 6.333 MN = 6333 KN 式左 = 1009 KN 6333 KN = 式右 (满足要求) 8 8）承台配筋计算）承台配筋计算: : 桩基承台配筋上、下各配 22 根 18 钢筋（双向网片） ，板式基础可按 梁式计算，显然受力最大截面为右图中 A-A 截面，验算时要满足下式： MA-A MU （截面抵抗矩） 式左： MA-A = RD 显然：R =上述 7）段中的 V= 1009 KN， D = 0.90 m MA-A = 10090.90 = 908.1 KN.m 式右： MU = fy.As.(b0-as ) = 30

15、022/418 2(1173-77) = 1.84110 9 N.mm = 1841 KN.m 因而： MA-A = 1009 KN.m 1841 KN.m = MU (满足要求) 9 9）桩身材料强度验算）桩身材料强度验算: : 、桩身受压验算： 查预应力管桩标准图集2002 浙 G22 图集，单桩竖向承载力最小设计 值为 960 KN，现最大单桩承载力设计值为： Qmax1.4 = 627.91.4 = 879 KN 960 KN (满足要求) 、桩身抗拔验算： 查预应力管桩标准图集2002 浙 G22 图集, PTC 400（60）预应力薄 壁管桩内配 9 D 7.1 根 D 类低松弛异

16、形钢棒，以每根钢棒张拉力 39.76 KN （见图集表 5）作为设计拉力，则钢棒设计抗拉力共计为 939.76 = 358 KN， 而抗拔力设计值仅为 1.4Qmin=1.498.3 = 138 KN，因而： 抗拔力设计值 138 KN 钢棒设计抗拉力 358 KN (满足要求) 五、有关说明及结论：五、有关说明及结论： 1）有关说明： 、塔吊基础采用独立式整体基础作为桩基承台，厂方提供的固定基础及其 配筋图是基于地耐力0.2Mpa(即20T/)天然地基条件下， 与宁波地区地质状 况不符，仅可作予埋、安装等指导施工之用，承台配筋应按本计算书要求配置。 、塔吊北侧有地下车库入口通道及 300T 消防水池，为避免其挖土时影响 塔吊桩基附近土体的稳定性，塔吊承台基础应尽量南移靠近综合楼（北端门卫及 办证中心仅为一层建筑无须利用塔吊，从工程总体看塔吊位置也应尽量南移） ， 并视当时施工实况，必要时应对塔吊承台基础北侧土体采用打钢板桩保护。 、桩顶与承台基础锚固详见先张法预应力管桩标准图集2002 浙 G22。 、塔吊承台配筋详见本页附图。 2）结论： 本塔吊承台及桩基符合规范各项规定，可以满足使用要求。 附 图