塔吊基础计算书

塔吊基础计算书

新建村民住宅、经济发展用房工程；工程建设地点：广州市荔湾区增南路海南村以东地段；属于框架结构；地上2幢18层、2幢12层、1幢3层；地下1层；建筑高度：63.6m、44.5m、20m；标准层层高：3m ；总建筑面积：55423平方米；总工期：720天。

本工程由广州市荔湾区中南街海南股份合作经济联合社投资建设，广东省轻纺建筑设计院设计，广东省地质工程勘察公司地质勘察，广州东华建设监理有限公司监理，广东新宏成建筑工程有限公司组织施工；由李楚添担任项目经理，庄钦尧担任技术负责人。

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：QZT80A(6013)，塔吊起升高度H：130.000m，

塔身宽度B：1.8m，基础埋深D：2.600m，

自重F1：650kN，基础承台厚度Hc：1.000m，

最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：5.500m，

桩钢筋级别:HRB335，桩直径或者方桩边长：0.600m，

桩间距a：4m，承台箍筋间距S：100.000mm，

承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C30；

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=650.00kN，

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=1.2×(F1+F2)=852.00kN，

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：

地处广东广州市，基本风压为ω0=0.50kN/m2；

查表得：荷载高度变化系数μz=2.38；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.8+2×2.8+(4×1.82+2.82)0.5)×0.025]/(1.8×2.8)=0.07 7；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.9；

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=0.7×1.00×2.9×2.38×0.5=2.416kN/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=2.416×0.077×1.8×130×130×0.5=2836.03kN·m；

M kmax＝Me＋Mω＋P×h c＝1900＋2836.03＋30×1＝4766.03kN·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》（JGJ94-94）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 i=(F+G)/n±M x y i/∑y i2±M y x i/∑x i2

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=852.00kN；

G──桩基承台的自重：G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×5.50×5.50×1.00)=907.50kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取6672.44kN·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 i──单桩桩顶竖向力设计值；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：N max=(852.00+907.50)/4+6672.44×2.83/(2×2.832)=1619.41kN。

最小压力：N min=(852.00+907.50)/4-6672.44×2.83/(2×2.832)=-739.66kN。

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》（JGJ94-94）的第5.6.1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=1.10m；

N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，N i1=N i-G/n=1392.53kN；

经过计算得到弯矩设计值：M x=M y=2×1392.53×1.10=3063.57kN·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14.30N/mm2；

h o──承台的计算高度：H c-50.00=950.00mm；

f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=3063.57×106/(1.00×14.30×5500.00×950.002)=0.043；

ξ =1-(1-2×0.043)0.5=0.044；

γs =1-0.044/2=0.978；

A sx =A sy =3063.57×106/(0.978×950.00×300.00)=10991.93mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5500.00×1000.00×0.15%=8250.00mm2。

建议配筋值：HRB335钢筋，25@235。承台底面单向根数23根。实际配筋值11290.7mm2。

五、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，斜截面受剪承载力满足下面公式：

γ0V≤βf c b0h0

其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；

b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5500mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=950mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=(4000.00-1800.00)/2=1100.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=1.16；

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=0.08；

f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=14.30N/mm2；

则，1.00×1619.41=1619.407kN≤0.08×14.30×5500×950/1000=5977.4kN；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

六、桩顶轴向压力验算

依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条，桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

γ0N≤f c A

其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；

f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=14.30N/mm2；

A──桩的截面面积，A=2.83×105mm2。