塔吊四桩基础计算书

'塔吊四桩基础计算书品茗软件大厦工程；工程建设地点：长沙市芙蓉路新建西路口；属于*****结构；地上***层；地下***层；建筑高度：***m；标准层层高：***m；总建筑面积：***平方米；总工期：***天。本工程由*****房开公司投资建设，*****设计院设计，******勘察单位地质勘察，*****监理公司监理，****施工单位组织施工；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》（JGJ94-2008）等。一、塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ63，塔吊起升高度H：101.000m，塔身宽度B：2.5m，基础埋深D：1.500m，自重F1：450.8kN，基础承台厚度Hc：1.000m，最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：5.000m，桩钢筋级别:HRB335，桩直径或者方桩边长：0.800m，桩间距a：4m，承台箍筋间距S：200.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C30；额定起重力矩是：630kN·m，基础所受的水平力：30kN，标准节长度：2.5m，主弦杆材料：角钢/方钢,宽度/直径c：120mm，所处城市：湖南长沙市，基本风压ω0：0.35kN/m2，地面粗糙度类别为：C类有密集建筑群的城市郊区，风荷载高度变化系数μz：2.03。二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=450.80kN； 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=510.80kN；1、塔吊风荷载计算依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：地处湖南长沙市，基本风压为ω0=0.35kN/m2；查表得：荷载高度变化系数μz=2.03；挡风系数计算：φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×2.5+2×2.5+(4×2.52+2.52)0.5)×0.12]/(2.5×2.5)=0.347；因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.305；高度z处的风振系数取：βz=1.0；所以风荷载设计值为：ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.305×2.03×0.35=1.147kN/m2；2、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.147×0.347×2.5×101×101×0.5=5078.007kN·m；Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋5078.007＋30×1＝5738.01kN·m；三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算1.桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。Nik=(Fk+Gk)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2； 其中n──单桩个数，n=4；Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=510.80kN；Gk──桩基承台的自重标准值：Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.00×5.00×1.00=625.00kN；Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取5738.01kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；Nik──单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=(510.80+625.00)/4+5738.01×2.83/(2×2.832)=1298.30kN。最小压力：Nkmin=(510.80+625.00)/4-5738.01×2.83/(2×2.832)=-730.40kN。需要验算桩的抗拔！2.承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。Mx=∑NiyiMy=∑Nixi其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.75m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=1370.46kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×1370.46×0.75=2055.68kN·m。四、承台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。αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2As=M/(γsh0fy)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1.00；fc──混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2； ho──承台的计算高度：Hc-50.00=950.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=2055.68×106/(1.00×14.30×5000.00×950.002)=0.032；ξ=1-(1-2×0.032)0.5=0.032；γs=1-0.032/2=0.984；Asx=Asy=2055.68×106/(0.984×950.00×300.00)=7331.63mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:5000.00×1000.00×0.15%=7500.00mm2。建议配筋值：HRB335钢筋，18@160。承台底面单向根数30根。实际配筋值7635mm2。五、承台截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：V≤βhsαftb0h0其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=0.43m；当λ<0.25时，取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.453；βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=(800/950)1/4=0.958；α──承台剪切系数，α=1.75/(0.453+1)=1.205；0.958×1.205×1.43×5000×950=7838.876kN≥1.2×1298.296=1557.956kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！六、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条：桩的轴向压力设计值中最大值Nk=1298.296kN；单桩竖向极限承载力标准值公式：Quk=u∑qsikli+qpkApu──桩身的周长，u=2.513m；Ap──桩端面积,Ap=0.503m2； 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)抗拔系数土名称12.0055.00825.000.80粘性土23.0050.00965.000.70粉土或砂土38.0070.001265.000.70密实粉土由于桩的入土深度为12.00m,所以桩端是在第3层土层。单桩竖向承载力验算:Quk=2.513×750+1265×0.503=2520.814kN；单桩竖向承载力特征值：R=Ra=Quk/2=2520.814/2=1260.407kN；Nk=1298.296kN≤1.2R=1.2×1260.407=1512.488kN；桩基竖向承载力满足要求！七、桩基础抗拔验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tuk=Σλiqsikuili其中：Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.8=2.513m；qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；li──第i层土层的厚度。经过计算得到：Tuk=Σλiqsikuili=1347.11kN；群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=2572.80kNul──桩群外围周长，ul=4×（4+0.8)=19.20m；桩基抗拔承载力公式：Nk≤Tgk/2+GgpNk≤Tuk/2+Gp 其中Nk-桩基上拔力设计值，Nk=730.40kN；Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=1382.40kN；Gp-基桩自重设计值，Gp=150.80kN；Tgk/2+Ggp=2572.8/2+1382.4=2668.8kN>730.396kN；Tuk/2+Gp=1347.115/2+150.796=824.354kN>730.396kN；桩抗拔满足要求。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2；2、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。N≤fyAs式中：N──轴向拉力设计值，N=730396.45N；fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2；As──纵向普通钢筋的全部截面积。As=N/fy=730396.45/300.00=2434.65mm2建议配筋值：HRB335钢筋，2912。实际配筋值3279.9mm2。依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008)，箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。'