四桩基础计算书

四桩基础计算书

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）等编制。

一、塔吊的基本参数信息

塔吊型号：QTZ5610，塔吊起升高度H：70.000m，

塔身宽度B：1.6m，基础埋深D：1.500m，

自重F1：3179kN，基础承台厚度Hc：1.400m，

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：0.400m，

桩间距a：4m，承台箍筋间距S：120.000mm，

承台混凝土的保护层厚度：40mm，空心桩的空心直径：0.20m。

额定起重力矩是：630kN·m，基础所受的水平力：31kN，

标准节长度：2.5m，

主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：75mm，

所处城市：海南海口市，基本风压ω0：0.75kN/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：1.02 。

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=3179.00kN；

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；

作用于桩基承台顶面的竖向力F k=F1+F2=3239.00kN；

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：

地处海南海口市，基本风压为ω0=0.75kN/m2；

查表得：荷载高度变化系数μz=1.02；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.6+2×2.5+(4×1.62+2.52)0.5)×0.075]/(1.6×2.5)=0.26；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.52；

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=0.7×1.00×2.52×1.02×0.75=1.35kN/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=1.35×0.26×1.6×70×70×0.5=1374.967kN·m；

M kmax＝Me＋Mω＋P×h c＝630＋1374.967＋31×1.4＝2048.37kN·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。

N ik=(F k+G k)/n±M yk x i/∑x j2±M xk y i/∑y j2；

其中 n──单桩个数，n=4；

F k──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，F k=3239.00kN；

G k──桩基承台的自重标准值：G k=25×Bc×Bc×Hc=25×5.00×5.00×

1.40=875.00kN；

M xk,M yk──承台底面的弯矩标准值，取2048.37kN·m；

x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；

N ik──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：N kmax=(3239.00+875.00)/4+2048.37×2.83/(2×2.832)=1390.60kN。

最小压力：N kmin=(3239.00+875.00)/4-2048.37×2.83/(2×2.832)=666.40kN。

不需要验算桩的抗拔！

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。

M x = ∑N i y i

M y = ∑N i x i

其中 M x,M y──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.20m；

N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，N i1=1.2×

(N kmax-G k/4)=1406.22kN；

经过计算得到弯矩设计值：M x=M y=2×1406.22×1.20=3374.94kN·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/(α1f c bh02)

ζ = 1-(1-2αs)1/2

γs = 1-ζ/2

A s = M/(γs h0f y)

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；

f c──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；

h o──承台的计算高度：H c-40.00=1360.00mm；

f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=3374.94×106/(1.00×16.70×5000.00×1360.002)=0.022；

ξ =1-(1-2×0.022)0.5=0.022；

γs =1-0.022/2=0.989；

A sx =A sy =3374.94×106/(0.989×1360.00×300.00)=8364.32mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为: