塔吊桩基础计算

四桩基础计算

一、塔吊及基础的基本参数信息

塔吊型号:QTZ63，塔吊起升高度H=32.00m，

塔吊倾覆力矩M=500.00kN.m，混凝土强度等级:C35，

塔身宽度B=1.70m，基础以上土的厚度D=0.00m，自重F1=245.00kN，基础承台厚度Hc=1.35m，

最大起重荷载F2=60.00kN，基础承台宽度Bc=5.50m，

桩钢筋级别:II级钢，桩直径或者方桩边长=0.40m，桩间距a=4.50m，承台箍筋间距S=200.00mm，

承台砼的保护层厚度=50.00mm，空心桩的空心直径:0.24m。

承台底标高-5.050m，桩长10m。

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）F

1

=245.00kN，

塔吊最大起重荷载F

2

=60.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F

1+F

2

)=366.00kN，

塔吊的倾覆力矩M=1.4×500.00=700kN。

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=342.00kN ；

G ──桩基承台的自重

G=1.2×（25×Bc ×Bc ×Hc/4+20×Bc ×Bc ×D/4)= 1.2×(25×5.0×5.0×1.35+20×5.0×5.0×0.00)=1012.5kN ；

Mx,My ──承台底面的弯矩设计值，取700kN.m ；

xi,yi ──单桩相对承台中心轴的XY 方向距离a/2=1.75m ； 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=(366.00+1012.5)/4+700×1.75/(4× 1.752)=438.63kN 。

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 M x1,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 方向距离取a/2-B/2=0.90m ； N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，N i1=N i -G/n=211.50kN/m 2；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx1=My1=2×211.50×0.90=380.70kN.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；

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=380.70×106/(1.00×14.30×5000.00×950.002)=0.007；

ξ =1-(1-2×0.007)0.5=0.007；

γs =1-0.007/2=0.997；

A

sx =A

sy

=380.70×106/(0.997×950.00×

300.00)=1340.20mm2。

按原图间距配筋25Φ18

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=438.63kN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；

b

o ──承台计算截面处的计算宽度，b

o

=5000mm；

h

o ──承台计算截面处的计算高度，h

o

=950mm；

λ──计算截面的剪跨比，λx=a x/h o，λy=a y/h o，

此处，a

x ，a

y

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

(B

c /2-B/2)-(B

c

/2-a/2)=900.00mm，

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=0.95；

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=0.10；

f

c ──混凝土轴心抗压强度设计值，f

c

=14.30N/mm2；

f

y ──钢筋受拉强度设计值，f

y

=300.00N/mm2；

S──箍筋的间距，S=200mm。

则，1.00×438.63=4.39×105N≤0.10×300.00×5000×950=5.88×106N；

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

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=363.38kN；

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；

f

c

──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

A──桩的截面面积，A=8.93×104mm2。

则，1.00×438630.00=4.39×105N≤16.70×8.93×104=1.49×106N；

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=438.63kN；

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；

Q

sk

──单桩总极限侧阻力标准值:

Q

pk

──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，