1) 塔机自重标准值 Fk1=482.8kN
2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=5×5×1.00×25=625kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=80kN
2. 风荷载计算
1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) Wk=0.8×1.77×1.95×0.99×0.2=0.55kN/m2 qsk=1.2×0.55×0.35×1.6=0.37kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.37×60.00=22.04kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×22.04×60.00=661.31kN.m
2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.45kN/m2) Wk=0.8×1.84×1.95×0.99×0.45=1.28kN/m2 qsk=1.2×1.28×0.35×1.60=0.86kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.86×60.00=51.56kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×51.56×60.00=1546.79kN.m
3. 塔机的倾覆力矩
工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-416.34+0.9×(843.7+661.31)=938.17kN.m 非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-416.34+1546.79=1130.45kN.m
三. 桩竖向力计算
非工作状态下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(482.8+625.00)/4=276.95kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L
=(482.8+625)/4+Abs(1130.45+51.56×1.00)/2.26=799.41kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L
=(482.8+625-0)/4-Abs(1130.45+51.56×1.00)/2.26=-245.51kN 工作状态下:
Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(482.8+625.00+80)/4=296.95kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L
=(482.8+625+80)/4+Abs(938.17+22.04×1.00)/2.26=721.37kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L
=(482.8+625+80-0)/4-Abs(938.17+22.04×1.00)/2.26=-127.47kN
四. 承台受弯计算 1. 荷载计算
不计承台自重及其上土重,第i桩的竖向力反力设计值: 工作状态下:
最大压力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×(482.8+80)/4+1.35×(938.17+22.04×1.00)/2.26=762.91kN 最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×(482.8+80)/4-1.35×(938.17+22.04×1.00)/2.26=-383.02kN
非工作状态下:
最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×482.8/4+1.35×(1130.45+51.56×1.00)/2.26=868.26kN 最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×482.8/4-1.35×(1130.45+51.56×1.00)/2.26=-542.37kN
2. 弯矩的计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中 Mx,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(m);
Ni──不计承台自重及其上土重,第i桩的竖向反力设计值(kN)。 由于非工作状态下,承台正弯矩最大: Mx=My=2×868.26×0.00=0.00kN.m 承台最大负弯矩:
Mx=My=2×-542.37×0.00=0.00kN.m
3. 配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条
式中 α1──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,期间按线性内插法确定; fc──混凝土抗压强度设计值; h0──承台的计算高度;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300N/mm2。
底部配筋计算:
αs=0.00×106/(1.000×16.700×5000.000×9502)=0.0000 ξ=1-(1-2×0.0000)0.5=0.0000 γs=1-0.0000/2=1.0000
As=0.00×106/(1.0000×950.0×300.0)=0.0mm2
五. 承台剪切计算
最大剪力设计值: Vmax=868.26kN
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.4条。 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:
式中 λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,ft=1.570N/mm2; b──承台的计算宽度,b=5000mm;
h0──承台计算截面处的计算高度,h0=950mm; fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300N/mm2; S──箍筋的间距,S=400mm。
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
六. 承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内,且承台高度符合构造要求,故可不进行承台角桩冲切承载力验算
七. 桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2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=1.35×799.41=1079.20kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
其中 Ψc──基桩成桩工艺系数,取0.90
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=14.3N/mm2; Aps──桩身截面面积,Aps=502655mm2。
桩身受拉计算,依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条
受拉承载力计算,最大拉力 N=1.35×Qkmin=-331.44kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=1104.791mm2。
由于桩的最小配筋率为0.30%,计算得最小配筋面积为1508mm2 综上所述,全部纵向钢筋面积1508mm2
八. 桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下,Qk=296.95kN;偏心竖向力作用下,Qkmax=799.41kN 桩基竖向承载力必须满足以下两式:
单桩竖向承载力特征值按下式计算:
其中 Ra──单桩竖向承载力特征值;
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值;按下表取值; qpa──桩端端阻力特征值,按下表取值; u──桩身的周长,u=2.51m; Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2;