QTZ40塔吊桩基础计算书

一、塔吊基本参数信息

　　塔吊型号:QTZ40， 塔吊起升高度H=55.00m， 塔吊倾覆力矩M=490.00kN.m， 混凝土强度等级:C35， 塔身宽度B=1.60m， 基础以上土的厚度D=0.00m， 自重F1=357.70kN， 基础承台厚度Hc=1.25m， 最大起重荷载F2=40.00kN， 基础承台宽度Bc=5.40m， 桩钢筋级别:II级钢， 桩直径或者方桩边长=0.50m， 桩间距a=1.60m， 承台箍筋间距S=150.00mm， 承台砼的保护层厚度=50.00mm， 空心桩的空心直径:0.25m。

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=357.70kN， 塔吊最大起重荷载F2=40.00kN， 作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=477.24kN， 塔吊的倾覆力矩M=1.4×490.00=686.00kN。

三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

　　图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

1. 桩顶竖向力的计算

　　依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。 其中 n——单桩个数，n=4； F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=477.24kN； G——桩基承台的自重 G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4)= 1.2×(25×5.40×5.40×1.25+20×5.40×5.40×1.15)=1093.50kN； Mx,My——承台底面的弯矩设计值，取686.00kN.m； xi,yi——单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=0.80m； Ni——单桩桩顶竖向力设计值(kN)； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值， 最大压力：N=(477.24+1093.50)/4+686.00×0.80/(4× 0.802)=607.06kN。

2. 矩形承台弯矩的计算

　　依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。 其中 Mx1,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方向距离取a/2-B/2=0.00m； Ni1——扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=333.68kN/m2； 经过计算得到弯矩设计值： Mx1=My1=2×333.68×0.00=0.00kN.m。

四、矩形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。 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16.70N/mm2； ho——承台的计算高度Hc-50.00=1200.00mm； fy——钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； 经过计算得：αs=0.00×106/(1.00×16.70×5400.00×1200.002)=0.000； ξ =1-(1-2×0.000)0.5=0.000； γs =1-0.000/2=1.000； Asx =Asy =0.00×106/(1.000×1200.00×300.00)=0.00mm2。

五、矩形承台斜截面抗剪切计算

　　依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。 根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 记为V=607.06kN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： 其中，γo——建筑桩基重要性系数，取1.00； bo——承台计算截面处的计算宽度，bo=5400mm； ho——承台计算截面处的计算高度，ho=1200mm； λ——计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho， 此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处 至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=0.00mm， 当 λ<0.3时，取λ=0.3；当 λ>3时,取λ=3， 满足0.3-3.0范围； 在0.3-3.0范围内按插值法取值。得λ=0.30； β——剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)， 得β=0.20； fc——混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； fy——钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； S——箍筋的间距，S=150mm。 则，1.00×607.06=6.07×105N≤0.20×300.00×5400×1200=2.16×107N； 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

六、桩承载力验算

　　塔吊桩基础桩位布置图 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=607.06kN； 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1.00； 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=1.47×105mm2。 则，1.00×607060.00=6.07×105N≤16.70×1.47×105=2.46×106N； 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！

七、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算

　　依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=607.06kN； 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力: 其中 R——最大极限承载力； Qsk——单桩总极限侧阻力标准值: Qpk——单桩总极限端阻力标准值: ηs, ηp——分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数， γs, νp——分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数， qsk——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk——极限端阻力标准值，按下表取值； u——桩身的周长，u=1.571m； Ap——桩端面积,取Ap=0.147m2； li——第i层土层的厚度,取值如下表； 厚度及侧阻力标准值表如下: 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 1 4.53 20.00 965.00 粘性土 2 1.94 35.00 1800.00 粉土和砂土 3 2.04 22.00 965.00 粘性土 4 6.45 48.00 1800.00 粉土和砂土 5 10.51 48.00 1800.00 粉土和砂土 由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第5层土层。 最大压力验算: R=1.57×(4.53×20.00×0.82+1.94×35.00×1.18+2.04×22.00×0.82+6.45×48.00× 1.18+0.04×48.00×1.18)/1.65+1.29×1800.00×0.147/1.65=7.40×102kN； 上式计算的R的值大于最大压力607.06kN,所以满足要求!