十字交叉梁基础计算书

十字交叉梁基础计算书

2楼工程；工程建设地点：；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。

本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。

一、塔吊的基本参数信息

塔吊型号: QTZ40； 塔吊起升高度H: 58.000m；

塔吊倾覆力矩M: 465kN.m； 塔身宽度B: 2.500m；

塔吊自重G: 275.92kN； 最大起重荷载Q: 40.000kN；

桩间距l: 3m； 桩边长d: 0.400m；

桩钢筋级别: II级钢； 混凝土强度等级: C35；

交叉梁截面宽度: 1.4m； 交叉梁截面高度: 1.200m；

交叉梁长度: 6.6m； 桩入土深度: 13.200m；

保护层厚度: 80mm； 空心桩的空心直径: 0.250m；

标准节长度a：2.2m；

额定起重力矩：400kN·m； 基础所受的水平力：30kN；

主弦杆材料：角钢/方钢； 宽度/直径c：120mm；

所处城市：江苏盐城； 基本风压W0：0.45 kN/m2；

地面粗糙度类别为 D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数μz＝0.93 。

二、塔吊对交叉梁中心作用力的计算

1. 塔吊自重G=275.92kN

2. 塔吊最大起重荷载Q=40kN

作用于塔吊的竖向力 F=1.2×275.92+1.2×40=379.1kN

塔吊倾覆力矩M= 1.4 ×465.00 = 651.00kN·m

三、交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算

计算简图：

十字交叉梁计算模型(最大弯矩M方向与十字交叉梁平行)。

两段梁四个支点力分别为:

RA=N/4+qL/2+3M/2L RB=N/4+qL/2-3M/2L

RC=N/4+qL/2 RD=N/4+qL/2

两段梁的最大弯矩分别为:

M1=N(L-b)2/16L+qL2/24+M/2 M2=N(L-b)2/16L+qL2/24

得到最大支座力为 Rmax=RB, Rmin=RA,最大弯矩为 Mmax=M1。

b =21/2B=21/2×2.500 =3.54 m,L = 21/2l=21/2×3.000 =4.243m

交叉梁自重：q=25×1.400×1.200=42.000 kN/m

桩顶竖向力:

Rmax=N/4+q×L/2+3M/(2L)=379.100/4+42.000×4.243/2+3×651.000/(2×4.243) 414.02kN

Rmin=N/4+q×L/2-3M/(2L)=379.100/4+42.000×4.243/2-3×651.000/(2×4.243) -46.27kN

交叉梁得最大弯矩 Mmax:

Mmax=N(L-b)2/(16×L)+q×L2 /24+M/2=379.100×(4.243-3.540)2/(164.243)+42.000×4.2432/24 + 651.000/2=359.77kN.m

四、交叉梁截面主筋的计算

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α1=1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70N/mm2；

ho──交叉梁的有效计算高度，ho=1200.00-80.00=1120.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=359.77×106/(1.00×16.70×1400.00×1120.002)=0.012；

ξ =1-(1-2×0.012)0.5=0.012；

γs =1-0.012/2=0.994；

As =359.77×106/(0.994×1120.00×300.00)=1077.39mm2。

建议配筋值：II级钢筋，Φ16@215mm。交叉梁底面单向根数6根。实际配筋值1206.6mm2。

五、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。

根据第三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=414.020kN；

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1.1；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

A──桩的截面面积，A=110912.61mm2。

则,1.10×4.14×105=4.55×105N<16.70×110912.61=1.85×106N

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！

六、桩竖向极限承载力验算及桩长计算

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；

根据第三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=414.02kN；

单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

其中 R──单桩的竖向承载力设计值；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:

qck──承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值，取qck= 600.000 kPa；

Ac ---承台底地基土净面积；考虑十字交叉梁有重叠部分地基土面积，需给予折减，取Ac=6.600×1.400-2×0.111-1.400×1.400/2=8.038m2；

n ---桩数量；取n=2；

ηc──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：

ηs, ηp, ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；

γs,γp, γc──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；

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=1.600m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.111m2；

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

2 0.77 42.00 788.00 粉质粘土

3 7.42 6.00 364.00 淤泥质粉质粘土

4 1.98 70.00 1780.00 粉质粘土

5 1.69 50.00 1947.00 粉土夹粉质土

6 10.17 111.00 10647.00 粉砂

由于桩的入土深度为13.20m,所以桩端是在第6层土层。

单桩竖向承载力验算:

R=1.60×(1.00×42.00×0.77+1.00×6.00×7.42+1.00×70.00×1.98+1.00×50.00×1.69+1.00×111.00×1.34)/1.65+1.06×10647.00×0.111/1.65+0.847×(600.000×8.038/2)/1.700=2.40×103kN>N=414.02kN；

上式计算的R的值大于最大压力414.02kN,所以满足要求!

七、桩抗拔承载力验算

Rmin=-46.270KN < 0，需进行桩抗拔承载力验算

桩抗拔承载力验算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.7条

桩抗拔承载力应满足下列要求:

其中；

式中 Uk──基桩抗拔极限承载力标准值；

λi──抗拔系数；对于粘性土，粉土取值0.70-0.80，在这里取0.75；对于砂土，取值0.50-0.70，在这里取0.60；

u1 ----桩群外围长度；取u1 = 4×(3.000 + 0.400)=13.60m

解得:

Ugk = 13.600×(42.00×0.77×0.70+6.00×7.42×0.70+70.00×1.98×0.70+50.00×1.69×0.70+111.00×1.34×0.70)/4=1067.906kN

Ggp =（3.000+0.400）2×13.200×20.000/4=762.960kN

Uk = 1.600×(42.00×0.77×0.70+6.00×7.42×0.70+70.00×1.98×0.70+50.00×1.69×0.70+111.00×1.34×0.70)=502.544kN

Gp = 0.111×13.200×25=36.601kN

r0N=1.100×46.270=50.897kN

Ugk/γs+Ggp=1067.906/1.650+762.960=1410.176kN

Uk/γs+Gp=502.544/1.650+36.601=341.173kN

r0N经过计算得桩抗拔承载力验算满足要求。