塔吊基础承台及桩基验算
塔吊基础承台及桩基验算一、承台抗倾覆验算(一）确定和载荷计算图式承台自重N1=1.2×25.1×5.2×5.2×1.0 =814.44KN塔吊独立高度：40.5m，实际施工按32m考虑，房屋总高度90米，增加爬升降及顶面范围空间，考虑顶升高度约束共计附着高度99米。共增加标准节：N=19.5取20节（其中标准节高度按说明书之3米取）增加的标准节及附着架总重：N2=1.2×（20×780×9.8×10-3+2×910×9.8×10-3 =204.86KN。其中标准节重780kg/节，附着910kg/副，按2副考虑。这样考虑是偏于安全的，因为423.00+204.86=627.86KN为附着状态对应说明书中表明100m高度时552KN。 特别指出：本例塔吊说明书提供的塔吊荷载取值为非工作状况的限值亦即可作为极限承载力状态下验算的最大值，一般情况下，可只计算非工作状况，况且本例说明书未提供工作状况下荷载取值。因此，可只按下表（摘录）验算： 载 荷工况H(KN)N(KN)M(KN.M)MN(KN.M)非工作状况71.00423.001575.000.0（二）塔吊基础抗倾覆验算 1） 塔吊最不利位置：2） 抗倾覆验算M倾=M+Hh=1575+71×1.0=1646.00 KN.MM抗=N×=（423.00+814.44）×=3325.01KN.M安全系数k=2.020F2=-X+=-×5.374+=105.328KN>0满足要求二、高承台桩基验算(按JGJ94-94附录B计算)（一）确定基本设计参数： 1)地基土水平抗力系数的比例系数m hm =2×(d+1)=2×(0.8+1)=3.6m该深度范围起算高程-5.100，由2.08m厚淤泥及1.52m厚含粘性土角砾组成。m=×0.4=9.894MN/m4其中0.4系数为长期水平荷载所成系数。 2）桩底面地基土竖向抗力系数的比例系数m0 近似取 m0=9.894MN/m43）桩身抗弯刚度EI 钢筋混凝土弹性模量比e=6.667 桩身配筋率 g=0.625 扣除保护层后桩直径值 d0=0.8-0.05×2=0.7m 桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W0=d2+2(E-1)g d02= =0.0530m3桩身换算截面惯性矩 I0=0.0212m4桩身抗弯刚度 EI=0.85EcIo=0.85×3.0×104×0.0212=540.60MN.m24)桩的水平变形系数桩身计算 bo=0.9×(1.5d+0.5)=0.9×(1.5×0.8+0.5)=1.530m桩的水平变形系数 =0.489m-15）桩身轴向压力传布系数N取N=16）桩底面地基土竖向抗力系数C0桩入土深度h=6.78m桩底面地基土竖向抗力系数C0=m0×h=9.894×6.78=67.081MN/m3基本设计参数m(MN/m4)EI(MN.m2)(m-1)NCR(MN/m3)9.894540.600.489167.081 （二）单位力作用于桩身地面处,桩身在该处产生的变位1)单位力H0下水平位移HH h=y=0.489×4.65=2.27385m(其中y取桩顶以下至地下室基础垫层高度，安全储备lx=0.45m，因此y=4.20+0.45=4.65m)根据JGJ94-94附录B表B-5（参考表B-3附准）HH=× =×2.12386=0.03360m/MN（查表B-6得=2.12386）2)单位力H0下转角 HH=×=×6.5603=0.01207MN-13)单位力M0下水平位移HM HM=HH=0.01207 MN-14）单位力M0转角MM HM=×=×1.6787=0.00635 MN-1. m-1单位力作用于桩身地面处，桩身在该处产生的变位HH(m/MN)MH(MN-1)HM(MN-1)MM(MN-1. m-1)0.03360.012070.012070.00635（三）求单位力作用于桩顶时，桩顶产生的变位1）单位力Hi下水平位移HHHH =+MMl02+2MH l0+HH=+0.00635×4.652+2×0.01207×4.65+0.0336=0.3451m/MN2）单位力Hi下转角MHMH =+MMl0+MH=+0.00635×4.65+0.0108=0.0603 m-13）单位力Mi下的水平位移HMHM =MH =0.0603m-14）单位力Mi下，转角MMMM = +MM=+0.00635=0.0150 MN-1单位力作用于桩顶处，桩身在该处产生的变位HH(m/MN)MH（m-1)HM（m-1)MM(MN-1)0.34510.06030.06030.0150（四）求桩顶发生单位变位时，桩顶引起的内力 1）发生单位竖向位移时，桩顶引起的内力NNNN=32.734MN/m2）发生单位水平位移时，桩顶引起的水平力HHHH=9.7377MN/m3）发生单位水平位移时，桩顶引起的弯矩MHMH=39.1454 MN4）发生单位转角时，桩顶引起的水平力HM=MH=39.1454MN5）发生单位转角时，桩顶引起的弯矩MM=224.0313 MN.m桩顶发生单位变位时，桩顶引起的内力NN (MN/m)HH(MN/m)MH(MN)HM (MN)MM (MN.m)32.7349.737739.145439.1454224.0313（五）求承台发生单位变位时，所有桩顶引起的反力和位移（1）单位竖直位移时引起的竖向反力vvvv=n×NN=4×32.734=130.936MN/m（2）单位水平位移时引起的水平反力=n×HH=4×9.7377=38.9508MN/m（3）单位水平位移时引起的反弯矩=- n×MH=-4×39.1454=-156.5816 MN（4）单位单位转角时引起的水平反力=-156.5816 MN（5）单位转角时引起的反弯矩= nMM+NNkixi2=4×224.0313+32.734×(1×2.6872 ) ×2=1365.64 MN.m承台发生单位变位时,所有桩顶引起的反力和位移vv(MN/m)(MN/m)(MN)(MN)(MN.m)130.93638.9508-156.5816-156.58161365.64（六）求承台变位1）竖向位移V2=0.00945（非工作状况）2）水平位移2=0.0122m (非工作状况)3)转角2= =0.00536 (非工作状况)承台变位变位V(m)(m)(rad)非工作状况0.09450.01220.0025（七）求任一基桩桩顶内力1）竖向力N2=（v+）+nn =(0.00945+0.0025×2.687) ×32.734 (非工作状况) =0.52923MN2）水平力 H2=0.01775MN3）弯矩 M1=MM-MH =0.00536×144.014-0.0261×23.852 (非工作状况)=0.1494MN.m基桩桩顶内力内力N(MN)H(MN)M(MN.m)非工作状况0.529230.017750.0825（八）求地面处桩身截面上的内力 1)水平力H0 H02= Hi=0.01775MN (非工作状况) 2)弯矩M0M01=M+Hl0=0.0825+0.01775×4.65=0.1650MN.m(非工作状况)基桩桩顶内力内力H0 (MN)M0 (MN.m)非工作状况0.017750.1650（九）求桩身最大弯矩及内力位置C12=4.5456(非工作状况)由=0.489×6.78=3.31542 查表得: h=y= 0.6-4.821+×(5.403-4.821)-3.141+×(3.597-3.141)-1×(0.6-0.5) 4.4546-3.141+×(3.597-3.141)= 0.542 (非作工作状况)桩身最大弯矩位置Y2MAX=1.108(非工作状况)查表得:C112=1.059+ =1.082 (非工作状况)桩身最大弯矩Mmax2=M0CH=0.1650×1.082=0.1785MN.m (非工作状况)（十） 桩身控制界面内力 桩身控制截面内力内力工况M(MN.m)N(MN)V (MN)非工作状况0.17850.7450.01775N2=rAh+N+.X=0.025×0.25××0.82×1.108+0.529+=0.745MN(其中r为容重)第 12 页 共 12 页
