塔吊基础桩计算方案.docx
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塔吊基础桩计算方案
3000中心距矩形板式桩基础计算书
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
6、建质【2009】87号文
7、建筑施工安全检查标准JGJ59-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ80
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40
塔机独立状态的计算高度H（m）
43
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
二、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0（kN）
449
起重臂自重G1（kN）
37.4
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
3.8
最大起重荷载Qmax（kN）
60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）
11.5
最小起重荷载Qmin（kN）
10
最大吊物幅度RQmin（m）
55
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[60×11.5，10×55]＝690
平衡臂自重G3（kN）
19.8
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
7
平衡块自重G4（kN）
120
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
11.8
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
江苏南京市
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.4
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
B类（田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区）
风振系数βz
工作状态
1.59
非工作状态
1.64
风压等效高度变化系数μz
1.32
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk（kN/m2）
工作状态
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.79
非工作状态
0.8×1.2×1.64×1.95×1.32×0.4＝1.62
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1（kN）
449+37.4+3.8+19.8+120＝630
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
630+60＝690
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.79×0.35×1.6×43＝19.02
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
37.4×22+3.8×11.5-19.8×7-120×11.8+0.9×（690+0.5×19.02×43）＝300.94
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝630
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.62×0.35×1.6×43＝39.01
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
37.4×22-19.8×7-120×11.8+0.5×39.01×43＝106.91
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1（kN）
1.2Fk1＝1.2×630＝756
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
756+84＝840
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×19.02＝26.63
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（37.4×22+3.8×11.5-19.8×7-120×11.8）+1.4×0.9×（690+0.5×19.02×43）＝558.93
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×630＝756
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×39.01＝54.61
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（37.4×22-19.8×7-120×11.8）+1.4×0.5×39.01×43＝296.04
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1.4
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台长向桩心距al（m）
3
承台宽向桩心距ab（m）
3
桩直径d（m）
0.6
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
否
矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5×5×（1.4×25+0×19）=875kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×875=1050kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（32+32）0.5=4.24m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（690+875）/4=391.25kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（690+875）/4+（300.94+19.02×1.4）/4.24=468.46kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（690+875）/4-（300.94+19.02×1.4）/4.24=314.04kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=（F+G）/n+（M+Fvh）/L
=（840+1050）/4+（558.93+26.63×1.4）/4.24=613.03kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（840+1050）/4-（558.93+26.63×1.4）/4.24=331.97kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C30
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
35
桩入土深度lt（m）
9
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
2700
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es（N/mm2）
200000
法向预应力等于零时钢筋的合力Np0（kN）
100
最大裂缝宽度ωlim（mm）
0.2
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
预应力钢筋相对粘结特性系数V
0.8
地基属性
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
粘性土
5.62
40
220
0.72
-
强风化岩
1.5
50
300
0.65
-
中风化岩
5
50
2500
0.6
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.6=1.88m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.62/4=0.28m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=1.88×（4.12×40+1.5×50+3.38×50）+2500×0.28=1477.43kN
Qk=391.25kN≤Ra=1477.43kN
Qkmax=468.46kN≤1.2Ra=1.2×1477.43=1772.91kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=314.04kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！
3、桩身承载力计算
纵向预应力钢筋截面面积：
Aps=nπd2/4=10×3.14×142/4=1539mm2
（1）、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：
Q=Qmax=613.03kN
桩身结构竖向承载力设计值：
R=2700kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=314.04kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
4、裂缝控制计算
Qkmin=314.04kN≥0
不需要进行裂缝控制计算！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB335Φ22@120
承台底部短向配筋
HRB335Φ22@120
承台顶部长向配筋
HRB335Φ20@180
承台顶部短向配筋
HRB335Φ20@180
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1400-50-22/2=1339mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（613.03+（331.97））×4.24/2=2004.65kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=2004.65×3/4.24=1417.5kN·m
Y方向：
My=Mal/L=2004.65×3/4.24=1417.5kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=840/4+558.93/4.24=341.74kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1339）1/4=0.88
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（3-1.6-0.6）/2=0.4m
a1l=（al-B-d）/2=（3-1.6-0.6）/2=0.4m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=400/1339=0.3，取λb=0.3；
λl'=a1l/h0=400/1339=0.3，取λl=0.3；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.3+1）=1.35
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.3+1）=1.35
βhsαbftbh0=0.88×1.35×1.57×103×5×1.34=12452.22kN
βhsαlftlh0=0.88×1.35×1.57×103×5×1.34=12452.22kN
V=341.74kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=12452.22kN
满足要求！
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：
B+2h0=1.6+2×1.34=4.28m
ab=3m≤B+2h0=4.28m，al=3m≤B+2h0=4.28m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！
4、承台配筋计算
（1）、承台底面长向配筋面积
αS1=My/（α1fcbh02）=1417.5×106/（1.03×16.7×5000×13392）=0.009
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.009）0.5=0.009
γS1=1-ζ1/2=1-0.009/2=0.995
AS1=My/（γS1h0fy1）=1417.5×106/（0.995×1339×300）=3546mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.57/300）=max（0.2,0.24）=0.24%
梁底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（3546,0.0024×5000×1339）=15767mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=16219mm2≥A1=15767mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fcbh02）=1417.5×106/（1.03×16.7×5000×13392）=0.009
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.009）0.5=0.009
γS2=1-ζ2/2=1-0.009/2=0.995
AS2=Mx/（γS2h0fy1）=1417.5×106/（0.995×1339×300）=3546mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.57/300）=max（0.2,0.24）=0.24%
梁底需要配筋：
A2=max（9674,ρlh0）=max（9674,0.0024×5000×1339）=15767mm2
承台底短向实际配筋：
AS2'=16219mm2≥A2=15767mm2
满足要求！
（3）、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：
AS3'=9041mm2≥0.5AS1'=0.5×16219=8110mm2
满足要求！
（4）、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋：
AS4'=9041mm2≥0.5AS2'=0.5×16219=8110mm2
满足要求！
（5）、承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向Φ14@500。
六、配筋示意图
矩形桩式承台配筋图
矩形桩式桩配筋图
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