塔吊四桩基础的计算书(TC7020)

(TC7020）塔吊四桩基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T 187—2009）.
一。

参数信息
塔吊型号：TC7035降效为TC7020 塔机自重标准值：Fk1=1260。

00kN 起重荷载标准值:Fqk=160kN 塔吊最大起重力矩：M=1400kN。

m 非工作状态下塔身弯矩：M=-1639kN.m 塔吊计算高度：H=46。

5m
塔身宽度:B=2m 桩身混凝土等级:C80
承台混凝土等级：C35 保护层厚度:H=50mm
矩形承台边长:H=4。

5m 承台厚度:Hc=1。

6m
承台箍筋间距：S=200mm 承台钢筋级别：HPB400
承台顶面埋深:D=0。

0m 桩直径:d=0。

5m
桩间距：a=3。

5m 桩钢筋级别:HPB300
桩入土深度：30m 桩型与工艺:预制桩
计算简图如下：
二。

荷载计算
1。

自重荷载及起重荷载
1) 塔机自重标准值
F k1=1260kN
2) 基础以及覆土自重标准值
G k=4.5×4.5×1.60×25=810kN
3）起重荷载标准值
F qk=160kN
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/m 2）
W k=0。

8×1.59×1。

95×1.2×0.2=0.60kN/m
2
q sk=1。

2×0。

60×0。

35×2=0.50kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk=q sk×H=0.50×46.50=23。

25kN
c。

基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk=0。

5F vk×H=0.5×23。

25×46。

50=540。

62kN.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。

35kN/m 2)
W k =0。

8×1.62×1。

95×1.2×0。

35=1.06kN/m 2
q sk =1.2×1.06×0。

35×2。

00=0.89kN/m
b 。

塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk =q sk ×H=0.89×46。

50=41.46kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk =0.5F vk ×H=0.5×41.46×46。

50=963.93kN.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
M k =1639+0.9×（1400+540.62）=3385。

55kN 。

m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
M k =1639+963.93=2602.93kN 。

m
三。

桩竖向力计算
非工作状态下：
Q k =（F k +G k ）/n=（1260+810。

00)/4=517。

50kN
Q kmax =(F k +G k ）/n+(M k +F vk ×h ）/L
=（1260+810）/4+Abs(2602。

93+41。

46×1。

60)/4.95=1056.85kN
Q kmin =（F k +G k -F lk )/n-（M k +F vk ×h)/L
=(1260+810—0）/4—Abs （2602。

93+41.46×1.60）/4。

95=-21。

85kN
工作状态下：
Q k =（F k +G k +F qk )/n=（1260+810.00+160）/4=557.50kN
Q kmax =(F k +G k +F qk ）/n+（M k +F vk ×h ）/L
=(1260+810+160)/4+Abs(3385.55+23.25×1.60)/4.95=1249.11kN
Q kmin =(F k +G k +F qk —F lk )/n-（M k +F vk ×h ）/L
=(1260+810+160—0）/4-Abs(3385。

55+23。

25×1.60）/4。

95=—134.11kN
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 N i =1。

35×（F k +F qk )/n+1.35×(M k +F vk ×h ）/L
=1。

35×(1260+160)/4+1.35×(3385.55+23。

25×1。

60)/4。

95=1412.92kN
最大拔力 N i =1。

35×(F k +F qk ）/n —1。

35×（M k +F vk ×h)/L
=1.35×（1260+160)/4—1.35×（3385.55+23.25×1。

60)/4.95=-454。

42kN 非工作状态下：
最大压力 N i =1.35×F k /n+1.35×（M k +F vk ×h ）/L
=1。

35×1260/4+1.35×（2602.93+41.46×1.60)/4。

95=1153。

38kN
最大拔力 N i =1。

35×F k /n-1.35×(M k +F vk ×h)/L
=1。

35×1260/4-1。

35×(2602。

93+41.46×1。

60)/4。

95=-302。

88kN
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 M x,M y1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m）；
x i，y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m）；
N i──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN).
由于工作状态下，承台正弯矩最大：
M x=M y=2×1412。

92×0。

75=2119。

38kN.m
承台最大负弯矩:
M x=M y=2×—454。

42×0.75=—681.63kN.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；
f c──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度；
f y──钢筋受拉强度设计值,f y=360N/mm 2。

底部配筋计算:
αs=2119。

38×106
/（1。

000×16.700×4500。

000×1550
2
）=0.0117
η=1-(1-2×0.0117)0。

5
=0。

0118
γs=1-0。

0118/2=0.9941
A s=2119。

38×106
/(0。

9941×1550.0×360.0)=3820。

7mm
2
推荐参考配筋方案为：钢筋直径为20mm，钢筋间距为200mm，配筋面积为7069mm2 顶部配筋计算：
αs=681.63×106
/(1。

000×16.700×4500。

000×1550
2
)=0。

0038
ξ=1-(1-2×0。

0038)0.5
=0。

0038
γs=1—0。

0038/2=0.9981
A s=681。

63×106
/(0.9981×1550.0×210.0)=2098。

1mm
2
实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!
五. 承台剪切计算
最大剪力设计值： V max=1412.92kN
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
f t──混凝土轴心抗拉强度设计值,f t=1.570N/mm 2 ;
b──承台的计算宽度，b=4500mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1550mm;
f y──钢筋受拉强度设计值，f y=210N/mm 2；
S──箍筋的间距,S=200mm。

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=1.35×1249.11=1686。

29kN
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。

85
f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=35。

9N/mm 2；
A ps──桩身截面面积，A ps=196350mm 2。

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×Q kmin=-181.04kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积 A s=670.529mm 2 .
由于桩的最小配筋率为0。

20%，计算得最小配筋面积为393mm
2综上所述,全部纵向钢筋面积671mm
2
实际选用钢筋为：钢筋直径22mm，钢筋根数为15
桩实际配筋面积为A s0 = 3。

14×222
/4 × 15=5702mm
2
实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求！
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，Q k=557.50kN；偏心竖向力作用下,Q kmax=1249。

11kN
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 R a──单桩竖向承载力特征值;
q sik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； q pa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1。

57m；
A p──桩端面积，取A p=0。

20m 2 ;
l i──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:
序号土层厚度（m) 侧阻力特征值（kPa) 端阻力特征值（kPa) 土名称
1 9 11 0 粘性土
2 5.5 20 0 粘性土
3 3 16 0 粘性土
4 4.8 30 1200 粘性土
5 5.8 1
6 0 粘性土
6 3 32 2200 粘性土
由于桩的入土深度为30m，所以桩端是在第6层土层.
最大压力验算:
R a=1.57×（9×11+5。

5×20+3×16+4.8×30+5。

8×16+1.9×32）+2200×0.20=1303.13kN 由于: R a = 1303.13 〉 Q k = 557。

50,最大压力验算满足要求!
由于： 1.2R a = 1563。

76 > Q kmax = 1249。

11,最大压力验算满足要求！
九. 桩的抗拔承载力验算
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。

3.5条
偏心竖向力作用下，Q kmin=-134。

11kN
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：
式中 G p──桩身的重力标准值,水下部分按浮重度计；
λi──抗拔系数；
R a=1.57×(0.750×9×11+0.750×5.5×20+0。

750×3×16+0。

750×4.8×30+0。

750×5.8×16+0.750×1。

9×32)=702。

225kN
G p=0。

196×（30×25—28.6×10)=91.106kN
由于: 702.23+91。

11 〉= 134.11，抗拔承载力满足要求!
塔吊计算满足要求！。