QTZ6012塔吊单桩基础的计算书

塔吊单桩基础的计算书
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:QTZ120 塔机自重标准值:Fk1=654.00kN 起重荷载标准值:Fqk=60kN 塔吊最大起重力矩:M=1200kN.m 非工作状态下塔身弯矩:M=-812kN.m 塔吊计算高度:H=45m
塔身宽度:B=1.6m 桩身混凝土等级:C30
桩钢筋级别:HRB335 桩直径: d=1.4m
桩入土深度: 12m 保护层厚度:50mm
承台混凝土等级:C35 矩形承台边长:4m
承台厚度:Hc=1.2m 承台顶面埋深:D=0.00m
承台顶面标高:0.000m 地下水位标高:-20.00m
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=654kN
2) 基础以及覆土自重标准值
G k=4×4×1.20×25=480kN
3) 起重荷载标准值
F qk=60kN
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/m2)
W k=0.8×1.49×1.95×1.69×0.2=0.79kN/m2
q sk=1.2×0.79×0.35×1.6=0.53kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk=q sk×H=0.53×45.00=23.76kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk=0.5F vk×H=0.5×23.76×45.00=534.55kN.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=0.40kN/m2)
W k=0.8×1.53×1.95×1.69×0.40=1.61kN/m2
q sk=1.2×1.61×0.35×1.6=1.08kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk=q sk×H=1.08×45.00=48.79kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk=0.5F vk×H=0.5×48.79×45=1097.81kN.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=-812+0.9×(1200+534.55)=749.10kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
M k=-812+1097.81=285.81kN.m
三. 承台计算
承台尺寸:4000mm×4000mm×1200mm
单桩承台的承台弯矩两个方向都为0(kN.m)，所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！
四. 桩身最大弯矩计算
计算简图：
1. 按照m法计算桩身最大弯矩：
计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。

(1) 计算桩的水平变形系数α(1/m):
其中m──地基土水平抗力系数；
b0──桩的计算宽度，b0=2.16m。

E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=20100.00N/mm2；
I──截面惯性矩，I=0.19m4；
经计算得到桩的水平变形系数:
α=0.341/m
(2) 计算 D v:
D v=48.79/(0.34×749.10)=0.19
(3) 由 D v查表得：K m=1.06
(4) 计算 M max:
经计算得到桩的最大弯矩值:
M max=749.10×1.06=797.47kN.m。

由 D v查表得：最大弯矩深度 z=0.52/0.34=1.52m。

五.桩配筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第E.0.4条。

沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：
偏心受压构件应符合下例规定：
式中 A s──全部纵向钢筋的截面面积；
r──圆形截面的半径，取 r=0.70m；
r s──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取 r s=0.65m；
e0──轴向压力对截面重心的偏心矩: e0=M max/F=797.47/540=1.48m；
e a──附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中的较大者，e a=46.67mm；
α──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值，取α=0.54；
αt──纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α>0.625时，取αt=0：
由上两式计算结果：只需构造配筋！
六.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=540.00kN
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=4.40m；
A p──桩端面积,取A p=1.54m2；
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 5 160 350 卵石土
2 6 150 300 强风化泥岩
3 1 0 800 中风化泥岩由于桩的入土深度为12m,所以桩端是在第3层土层。

最大压力验算:
R a=4.40×(5×160+6×150+1×0)+800×1.54=8708.50kN
由于：Ra = 8708.50 > Qk = 540.00,所以满足要求!。