5#塔吊矩形板式桩基础计算书.docx
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5#塔吊矩形板式桩基础计算书
5塔吊（12楼）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
一、塔机属性
塔机型号
MC120B-波坦
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
44
塔机独立状态的计算高度H（m）
44
塔身桁架结构
角钢
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
二、塔机荷载
1、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）
536
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
596
水平荷载标准值Fvk（kN）
45
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
1752
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
536
水平荷载标准值Fvk'（kN）
119
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
2685
2、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）
1.35Fk1＝1.35×536＝723.6
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35Fqk＝1.35×60＝81
竖向荷载设计值F（kN）
723.6+81＝804.6
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×45＝60.75
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1752＝2365.2
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×536＝723.6
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×119＝160.65
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk＝1.35×2685＝3624.75
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1.35
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
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
承台底标高d1（m）
-11.1
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×（1.35×25+0×19）=843.75kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×843.75=1012.5kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（32+32）0.5=4.243m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（536+843.75）/4=344.938kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（536+843.75）/4+（2685+119×1.35）/4.243=1015.664kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（536+843.75）/4-（2685+119×1.35）/4.243=-325.789kN
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
=（723.6+1012.5）/4+（3624.75+160.65×1.35）/4.243=1339.505kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（723.6+1012.5）/4-（3624.75+160.65×1.35）/4.243=-471.455kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩类型
灌注桩
桩直径d（mm）
1000
桩混凝土强度等级
C35
桩基成桩工艺系数ψC
0.75
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
70
桩底标高d2（m）
-26
桩有效长度lt（m）
14.9
桩配筋
桩身普通钢筋配筋
HRB40011Φ25
自定义桩身承载力设计值
否
桩身普通钢筋配筋
HRB40011Φ25
桩裂缝计算
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
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
最大裂缝宽度ωlim（mm）
0.2
裂缝控制等级
三级
地基属性
地下水位至地表的距离hz（m）
8
自然地面标高d（m）
2.01
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）
素填土
6.2
20
0
0.6
-
淤泥
8
15
0
0.3
-
粉质黏土
5.7
45
0
0.6
-
淤泥质土
1.9
20
0
0.4
-
粗砂
1.4
60
0
0.6
-
残积砾质黏性土
6.2
60
0
0.5
-
全风化花岗岩
9.8
80
0
0.6
-
强风化散体状花岗岩
21.8
90
3000
0.6
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×1=3.142m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×12/4=0.785m2
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap
=0.8×3.142×（1.09×15+5.7×45+1.9×20+1.4×60+4.81×60）+0×0.785=1717.697kN
Qk=344.938kN≤Ra=1717.697kN
Qkmax=1015.664kN≤1.2Ra=1.2×1717.697=2061.237kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-325.789kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：
Qk'=325.789kN
桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算，
桩身的重力标准值：
Gp=lt（γz-10）Ap=14.9×（25-10）×0.785=175.448kN
Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×3.142×（0.3×1.09×15+0.6×5.7×45+0.4×1.9×20+0.6×1.4×60+0.5×4.81×60）+175.448=1102.104kN
Qk'=325.789kN≤Ra'=1102.104kN
满足要求！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：
As=nπd2/4=11×3.142×252/4=5400mm2
（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=1339.505kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=（0.75×16.7×0.785×106+0.9×（360×5399.612））×10-3=11581.599kN
Q=1339.505kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=11581.599kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：
Q'=-Qmin=471.455kN
fyAs=（360×5399.612）×10-3=1943.86kN
Q'=471.455kN≤fyAs=1943.86kN
满足要求！
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=（5399.612/（0.785×106））×100%=0.688%≥0.65%
满足要求！
5、裂缝控制计算
裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。
（1）、纵向受拉钢筋配筋率
有效受拉混凝土截面面积：
Ate=d2π/4=10002π/4=785398mm2
As/Ate=5399.612/785398=0.007<0.01
取ρte=0.01
（2）、纵向钢筋等效应力
σsk=（Qk'-Np0）/As=（325.789×103-100×103）/5399.612=41.816N/mm2
（3）、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
ψ=1.1-0.65ftk/（ρteσsk）=1.1-0.65×2.2/（0.01×41.816）=-2.32
取ψ=0.2
（4）、受拉区纵向钢筋的等效直径
dep=Σnidi2/Σniνidi=（11×252+15×10.72）/（11×1×25）=31.245mm
（5）、最大裂缝宽度
ωmax=αcrψσsk（1.9c+0.08dep/ρte）/Es=2.7×0.2×41.816×（1.9×70+0.08×31.245/0.01）/200000=0.043mm≤ωlim=0.2mm
满足要求！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ25@200
承台底部短向配筋
HRB400Φ25@200
承台顶部长向配筋
HRB400Φ25@200
承台顶部短向配筋
HRB400Φ25@200
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1350-50-25/2=1288mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（1339.505+（-471.455））×4.243/2=1841.412kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=1841.412×3/4.243=1302.075kN·m
Y方向：
My=Mal/L=1841.412×3/4.243=1302.075kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=723.6/4+3624.75/4.243=1035.262kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1288）1/4=0.888
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（3-1.6-1）/2=0.2m
a1l=（al-B-d）/2=（3-1.6-1）/2=0.2m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=200/1288=0.155，取λb=0.25；
λl'=a1l/h0=200/1288=0.155，取λl=0.25；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.25+1）=1.4
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.25+1）=1.4
βhsαbftbh0=0.888×1.4×1.57×103×5×1.288=12566.29kN
βhsαlftlh0=0.888×1.4×1.57×103×5×1.288=12566.29kN
V=1035.262kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=12566.29kN
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+2×1.288=4.176m
ab=3m≤B+2h0=4.176m，al=3m≤B+2h0=4.176m
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）=1302.075×106/（1.03×16.7×5000×12882）=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）=1302.075×106/（0.995×1288×360）=2822mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（2822,0.0015×5000×1288）=9660mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=12763mm2≥A1=9660mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fcbh02）=1302.075×106/（1.03×16.7×5000×12882）=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）=1302.075×106/（0.995×1288×360）=2822mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台底需要配筋：
A2=max（2822,ρlh0）=max（2822,0.0015×5000×1288）=9660mm2
承台底短向实际配筋：
AS2'=12763mm2≥A2=9660mm2
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'=12763mm2≥0.5AS1'=0.5×12763=6382mm2
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'=12763mm2≥0.5AS2'=0.5×12763=6382mm2
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Φ10@500。
六、配筋示意图
承台配筋图
桩配筋图
基础立面图
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