格构柱塔吊计算书Word文件下载.docx
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400mmx300mmx12mm@700
剪刀撑、水平支撑型号
20a号槽钢
基础自重标准值=4*4*1.35*25=540kN
立尔QTZ80A（5810）荷载工况：
工况
Fv
Fh
M1
M2
Mk
非工作状态
451
51
1242
工作状态
511
32
941
348
注：
本表格摘自吴淞机械厂《ST5512塔式起重机使用说明书》，本计算书应与之配套使用。
表中：
Fv为垂直力（KN），Fh为水平力（KN），M1、M2为两个方向的倾覆力矩（KN.m），Mk为扭矩（KN.m）。
桩顶（格构柱顶）最大反力：
Qmax
775KN
Qmin
-280KN
Qmax为最大桩顶反力，Qmin为最小桩顶反力（负值为上拔力），单位KN，均根据后续计算结果摘录。
本表中数值均为标准值。
编制依据：
1.《钢结构设计规范》GB50017-2003
2.《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
3.《塔式起重机安全规程》GB5144-2006
4.《起重机械安全规程》GB6067-85
5.《建筑工程安全生产管理条例》国务院令第393号
6.《塔式起重机操作使用规程》JG/T100-1999
7.《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
8.《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
9.《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
10.《起重机械用钢丝绳检验和报废使用规范》GB5972-86
11.《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
12.工程相关土建设计图纸。
计算简图:
二、桩顶反力计算
一、基本资料：
承台类型：
四桩承台，方桩边长d＝480mm
桩列间距Sa＝2400mm，桩行间距Sb＝2400mm，承台边缘至桩中心距离Sc＝800mm
承台根部高度H＝1350mm，承台端部高度h＝1350mm
承台相对于外荷载坐标轴的旋转角度α＝45°
柱截面高度hc＝1600mm（X方向），柱截面宽度bc＝1600mm（Y方向）
单桩竖向承载力特征值Ra＝1600kN
桩中心最小间距为2.4m，5d（d--圆桩直径或方桩边长）
混凝土强度等级为C35，fc＝16.72N/mm，ft＝1.575N/mm
钢筋强度设计值fy＝300N/mm，纵筋合力点至截面近边的距离as＝110mm
纵筋的最小配筋率ρmin＝0.15%
荷载效应的综合分项系数γz＝1.35；
永久荷载的分项系数γG＝1.35
基础混凝土的容重γc＝25kN/m；
基础顶面以上土的重度γs＝18kN/m，
顶面上覆土厚度ds＝0m
承台上的竖向附加荷载标准值Fk'
＝0.0kN
设计时执行的规范：
《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2012）以下简称基础规范
《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）以下简称混凝土规范
《钢筋混凝土承台设计规程》（CECS88：
97）以下简称承台规程
二、控制内力：
Nk---------相应于荷载效应标准组合时，柱底轴向力值（kN）；
Fk---------相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的竖向力值（kN）；
Fk＝Nk+Fk'
Vxk、Vyk--相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的剪力值（kN）；
Mxk'
、Myk'
--相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的弯矩值（kN·
m）；
Mxk、Myk---相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯矩值（kN·
Mxk＝（Mxk'
-Vyk*H）*Cosα+（Myk'
+Vxk*H）*Sinα
Myk＝（Myk'
+Vxk*H）*Cosα-（Mxk'
-Vyk*H）*Sinα
F、Mx、My--相应于荷载效应基本组合时，竖向力、弯矩设计值（kN、kN·
F＝γz*Fk、Mx＝γz*Mxk、My＝γz*Myk
Nk＝451；
＝0；
Myk'
＝1790；
Vxk＝51；
Vyk＝0
Fk＝451；
Mxk＝1266；
Myk＝1266
F＝563.8；
Mx＝1582.5；
My＝1582.5
三、承台自重和承台上土自重标准值Gk：
a＝2Sc+Sa＝2*800+2400＝4000mm
b＝2Sc+Sb＝2*800+2400＝4000mm
承台底部底面积Ab＝a*b＝4*4＝16m
承台体积Vc＝Ab*H＝16*1.35＝21.6m
承台自重标准值Gk"
＝γc*Vc＝25*21.6＝540.0kN
承台上的土重标准值Gk'
＝γs*（Ab-bc*hc）*ds＝18*（16-1.6*1.6）*0＝0.0kN
承台自重及其上土自重标准值Gk＝Gk"
+Gk'
＝540+0＝540.0kN
四、承台验算：
1、承台受弯计算：
（1）、单桩桩顶竖向力计算：
在轴心竖向力作用下
Qk＝（Fk+Gk）/n（基础规范8.5.3-1）
Qk＝（451+540）/4＝247.8kN≤Ra＝1600kN
在偏心竖向力作用下
Qik＝（Fk+Gk）/n±
Mxk*Yi/∑Yi^2±
Myk*Xi/∑Xi^2
（基础规范8.5.3-2）
Q1k＝（Fk+Gk）/n+Mxk*Yi/∑Yi^2-Myk*Xi/∑Xi^2
＝247.8+（1266*2.4/2）/（2.4^2）-（1266*2.4/2）/（2.4^2）
＝247.8kN≤1.2Ra＝1920kN
Q2k＝（Fk+Gk）/n+Mxk*Yi/∑Yi^2+Myk*Xi/∑Xi^2
＝247.8+（1266*2.4/2）/（2.4^2）+（1266*2.4/2）/（2.4^2）
＝775.3kN≤1.2Ra＝1920kN
Q3k＝（Fk+Gk）/n-Mxk*Yi/∑Yi^2-Myk*Xi/∑Xi^2
＝247.8-（1266*2.4/2）/（2.4^2）-（1266*2.4/2）/（2.4^2）
＝-279.7kN≤1.2Ra＝1920kN
Q4k＝（Fk+Gk）/n-Mxk*Yi/∑Yi^2+Myk*Xi/∑Xi^2
＝247.8-（1266*2.4/2）/（2.4^2）+（1266*2.4/2）/（2.4^2）
每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Qgk：
Qgk＝Gk/n＝540/4＝135.0kN
扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：
Ni＝γz*（Qik-Qgk）
N1＝1.35*（247.8-135）＝165.0kN
N2＝1.35*（775.3-135）＝1179.1kN
N3＝1.35*（-279.7-135）＝-849.0kN
N4＝1.35*（247.8-135）＝165.0kN
（2）、X轴方向柱边的弯矩设计值：
（绕X轴）
柱上边缘MxctU＝（N3+N4）*（Sb-bc）/2
＝（-849+165）*（2.4-1.6）/2＝-410.4kN·
m
柱下边缘MxctD＝（N1+N2）*（Sb-bc）/2
＝（165+1179.1）*（2.4-1.6）/2＝806.5kN·
Mxct＝Max{MxctU,MxctD}＝806.5kN·
②号筋Asy＝2216mmζ＝0.008ρ＝0.05%
ρmin＝0.15%As,min＝8100mm36Φ18@110（As＝9161）
（3）、Y轴方向柱边的弯矩设计值：
（绕Y轴）
柱左边缘MyctL＝（N1+N3）*（Sa-hc）/2
＝（165+-849）*（2.4-1.6）/2＝-410.4kN·
柱右边缘MyctR＝（N2+N4）*（Sa-hc）/2
＝（1179.1+165）*（2.4-1.6）/2＝806.5kN·
Myct＝Max{MyctL,MyctR}＝806.5kN·
①号筋Asx＝2176mmζ＝0.008ρ＝0.04%
2、承台受冲切承载力计算：
（1）、柱对承台的冲切计算：
扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值：
Fl＝660150N
柱对承台的冲切，可按下列公式计算：
Fl≤2*[βox*（bc+aoy）+βoy*（hc+aox）]*βhp*ft*ho
（基础规范8.5.17-1）
X方向上自柱边到最近桩边的水平距离：
aox＝1400-0.5hc-0.5d＝1400-1600/2-460/2＝370mm
λox＝aox/ho＝370/（1350-110）＝0.298
X方向上冲切系数βox＝0.84/（λox+0.2）（基础规范8.5.17-3）
βox＝0.84/（0.298+0.2）＝1.685
Y方向上自柱边到最近桩边的水平距离：
aoy＝1400-0.5bc-0.5d＝1400-1600/2-460/2＝370mm
λoy＝aoy/ho＝370/（1350-110）＝0.298
Y方向上冲切系数βoy＝0.84/（λoy+0.2）（基础规范8.5.17-4）
βoy＝0.84/（0.298+0.2）＝1.685
2*[βox*（bc+aoy）+βoy*（hc+aox）]*βhp*ft*ho
＝2*[1.685*（1600+370）+1.685*（1600+370）]*0.954*1.575*1240
＝24742936N≥Fl＝660150N，满足要求。
（2）、角桩对承台的冲切计算：
扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：
Nl＝Nmax＝1179072N
承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算：
Nl≤[β1x*（c2+a1y/2）+β1y*（c1+a1x/2）]*βhp*ft*ho
（基础规范8.5.17-5）
X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：
a1x＝1400-0.5hc-0.5d＝1400-1600/2-460/2＝370mm
λ1x＝a1x/ho＝370/（1350-110）＝0.298
X方向上角桩冲切系数β1x＝0.56/（λ1x+0.2）（基础规范8.5.17-6）
β1x＝0.56/（0.298+0.2）＝1.124
Y方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：
a1y＝1400-0.5bc-0.5d＝1400-1600/2-460/2＝370mm
λ1y＝a1y/ho＝370/（1350-110）＝0.298
Y方向上角桩冲切系数β1y＝0.56/（λ1y+0.2）（基础规范8.5.17-7）
β1y＝0.56/（0.298+0.2）＝1.124
桩内边缘到承台外边缘的水平距离：
c1＝c2＝Sc+0.5d＝600+460/2＝830mm
[β1x*（c2+a1y/2）+β1y*（c1+a1x/2）]*βhp*ft*ho
＝[1.124*（830+370/2）+1.124*（830+370/2）]*0.954*1.575*1240
＝4249421N≥1.1Nl＝1296979N，满足要求。
3、承台斜截面受剪承载力计算：
（1）、X方向斜截面受剪承载力计算：
扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值：
Vx＝Max{N1+N2,N3+N4}＝1344110N
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算：
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho（基础规范8.5.18-1）
ay＝1400-0.5bc-0.5d＝1400-1600/2-460/2＝370mm
λy＝ay/ho＝370/（1350-110）＝0.298
当λy<
0.3时，取λy＝0.3
βy＝1.75/（λy+1.0）＝1.75/（0.3+1.0）＝1.346
βhs*βy*ft*bxo*ho＝0.896*1.346*1.575*4000*1240＝9422367N
≥Vx＝1344110N，满足要求。
（2）、Y方向斜截面受剪承载力计算：
扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力设计值：
Vy＝Max{N1+N3,N2+N4}＝1344110N
Vy≤βhs*βx*ft*byo*ho（基础规范8.5.18-1）
ax＝1400-0.5hc-0.5d＝1400-1600/2-480/2＝370mm
λx＝ax/ho＝370/（1350-110）＝0.298
当λx<
0.3时，取λx＝0.3
βx＝1.75/（λx+1.0）＝1.75/（0.3+1.0）＝1.346
βhs*βx*ft*byo*ho＝0.896*1.346*1.575*4000*1240＝9422367N
≥Vy＝1344110N，满足要求。
4、柱下局部受压承载力计算：
局部荷载设计值F＝660150N
混凝土局部受压面积Al＝bc*hc＝2560000mm
承台在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算：
Ab＝（bx+2*c）*（by+2*c）
c＝Min{Cx,Cy,bx,by}＝Min{1200,1200,1600,1600}＝1200mm
Ab＝（1600+2*1200）*（1600+2*1200）＝16000000mm
βl＝Sqr（Ab/Al）＝Sqr（16000000/2560000）＝2.5
ω*βl*fcc*Al＝1.0*2.5*0.85*16.72*2560000＝90956796N
≥F＝660150N，满足要求。
5、桩局部受压承载力计算：
局部荷载设计值F＝Nmax+γg*Qgk＝1179.1+1.35*135＝1361.3kN
混凝土局部受压面积Al＝d^2＝211600mm
承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算：
Ab＝（d+2*c）^2
c＝Min{Cx,Cy,d}＝Min{370,370,460}＝370mm
Ab＝（480+2*370）^2＝1440000mm
βl＝Sqr（Ab/Al）＝Sqr（1440000/211600）＝2.609
ω*βl*fcc*Al＝1.0*2.609*0.85*16.72*211600＝7845024N
≥F＝1361322N，满足要求。
三、单桩承载力特征值
±
0.000相当于绝对标高4.750，桩顶标高为相对标高-10.400，相当于绝对标高-5.650。
桩长24m，桩径800mm。
项目场地土层分布非常平坦，条件类似，以R-R’剖面的J36孔数据计算，土层分布如下表：
土层名称
厚度（m）
Fs（kpa）
Fp（kpa）
4
7.66
20
5-1-1
3.3
30
5-1-2
3.7
35
6
4.9
55
7-1
4.44
70
1600
Rsk=3.14*0.8*（7.66*20+3.3*30+3.7*35+4.9*55+4.44*70）=2417KN
Rpk=3.14*0.8*0.8*1600/4=804KN
Ra=（Rsk+Rpk）/2=1610KN，取1600KN。
Ra大于最大压力标准值775KN，满足要求。
抗拔承载力特征值:
Tuk=0.7*3.14*0.8*（7.66*20+3.3*30+3.7*35+4.9*55+4.44*70）=1692KN
Gp=3.14*0.8*0.8*24*15/4=181KN
Nk=Tuk/2+Gp=1027KN
取抗拔承载力Ra’为1000KN
Ra’大于最大上拔力280KN，满足要求。
在受拔工况下，桩内钢筋应力为=280000*1.4/（8*314）=156Mpa<
360Mpa，满足要求。
四、桩水平抗剪验算
（一）单桩水平承载力
单桩水平承载力设计值Rh：
ZH-1
1、基本资料：
桩类型：
桩身配筋率ρg≥0.65%的灌注桩桩顶约束情况：
铰接、自由
截面类型：
圆形截面桩身直径d＝800mm
混凝土强度等级C35Ft＝1.65N/mmEc＝31500N/mm
桩身纵筋As＝3140mm净保护层厚度c＝50mm
钢筋弹性模量Es＝200000N/mm
桩入土深度h＝24.000m
桩侧土水平抗力系数的比例系数m＝14MN/m4
桩顶容许水平位移χoa＝10mm
《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）以下简称桩基规范
2、单桩水平承载力设计值计算：
（1）、桩身配筋率ρg：
ρg＝As/（π*d^2/4）＝3800/（π*800^2/4）＝0.76%
（2）、桩身换算截面受拉边缘的表面模量Wo：
扣除保护层的桩直径do＝d-2*c＝800-2*50＝700mm
钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值αE＝Es/Ec＝200000/31500＝6.349
Wo＝π*d/32*[d^2+2*（αE-1）*ρg*do^2]
＝π*0.800/32*[0.800^2+2*（6.349-1）*0.76%*0.700^2]＝0.053m
（3）、桩身抗弯刚度EI：
桩身换算截面惯性距Io＝Wo*d/2＝0.053*0.800/2＝0.0214m4
对于钢筋混凝土桩，EI＝0.85*Ec*Io
EI＝0.85*31500*1000*0.0214＝571678.951kN/m
（4）、桩的水平变形系数α按下式确定：
α＝（m*bo/EI）^1/5（桩基规范5.4.5）
对于圆形桩，当直径d≤1m时，bo＝0.9*（1.5*d+0.5）
bo＝0.9*（1.5*0.800+0.5）＝1.530m
α＝（14000*1.530/571678.951）^1/5＝0.5185（1/m）
（5）、桩顶水平位移系数νx：
桩的换算埋深αh＝0.5185*22.000＝11.407
查桩基规范表5.4.2得：
νx＝2.441
（7）、单桩水平承载力设计值Rh：
对于桩身配筋率ρg≥0.65%的灌注桩，可
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