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塔吊桩基础的计算书 一. 参数信息
塔吊型号: QTZ（QTZ80）-TC6013 大起重荷载: F2=60.00kN
塔吊倾覆力距: M=4855.76kN.m 身宽度: B=1.80m
桩混凝土等级: C35 厚度: 50mm
矩形承台边长: 5.00m 箍筋间距: S=180mm
承台钢筋级别: Ⅱ级 面埋深: D=0.000m
桩直径: d=0.500m 筋级别: Ⅱ级
自重(包括压重):F1=910.00kN 塔吊起重高度: H=62.00m 承台混凝土等级:C30 承台厚度: Hc=1.500m 承台预埋件埋深:h=1.30m 桩间距: a=3.000m 最 塔保护层 承台承台顶 桩钢
桩入土深度: 21.10 桩型与工艺: 预制桩 桩空心直径: 0.250m
塔吊最大起重力矩: 800kN.m 塔吊总高度: H=62.00m 基本风压: Wk=1.26kPa
塔吊主弦杆截面宽度: b=0.15m 塔身最大水平力:Vh=97kN 平力作用高度: h=31m
标准节数: n=22
二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
1. 塔吊自重(包括压重)F1=910.000kN
2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN
作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=970.000kN
塔吊的倾覆力矩 M=1.4×4855.760=6798.064kN.m
三. 矩形承台弯矩的计算
计算简图：
水
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《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条)
其中 n──单桩个数，n=4；
Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=970.000kN；
Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=937.500kN；
Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；
Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN)。
经计算得到:
桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=1.2×(970.000+937.500)/4+6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=2174.811kN
最大拔力：
N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=-1125.686kN
桩顶竖向力标准值:
最大压力：
N=(970.000+937.500)/4+4855.760×(3.000×1.414/2)/[2×(3.000×1.414/2)2]=1621.561kN
最大拔力：
N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000×1.414/2)/[2×(3.0001.414/2)2]=-667.811kN
2. 矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条)
其中 Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)；
xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)；
Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
压力产生的承台弯矩：
N=1.2×(970.000+937.500)/4+6798.064×(3.000/2)/[4(3.000/2)2]=1705.261kN
Mx1=My1=2×1705.261×(1.500-0.900)=2046.313kN.m
拔力产生的承台弯矩：
N=(970.000+937.500)/4-6798.064×(3.000/2)/[4×(3.000/2)2]=-656.136kN
××
Mx2=My2=-2×656.136×(1.500-0.900)=-787.363kN.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 1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度。
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。
承台底面配筋:
s=2046.313×106/(1.000×1.430×5000.000×1450.0002)=0.0136
=1-(1-2×0.0136)0.5=0.0137
s=1-0.0137/2=0.9931
Asx= Asy=2046.313×106/(0.9931×1450.000×300.000)=4736.628mm2
承台顶面配筋:
s=787.363×106/(1.000×1.430×5000.000×1450.0002)=0.0052
=1-(1-2×0.0052)0.5=0.0053
s=1-0.0053/2=0.9974
Asx= Asy=787.363×106/(0.9974×1450.000×300.000)=1814.795mm2。
满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!
五. 矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.14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=4349.622kN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 ──计算截面的剪跨比,=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2；
b──承台计算截面处的计算宽度，b=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=150mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2；
S──箍筋的间距，S=180mm。
经过计算得:
箍筋的最小配筋面积Asv=(4349.622×1000-0.700×1.430×5000×150)×180/(300.000×150)=14395.488mm2
六.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2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=2174.811kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中 c──基桩成桩工艺系数，取0.850
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=0.1473m2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值不满足要求,需桩配筋计算!
七.桩配筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3条正截面受压承载力计算。
其中 N──桩轴向压力设计值，N=2174.811kN；
──钢筋混凝土构件的稳定系数，=1.000；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；
A──桩的截面面积，A=0.1473m2；
f'y──钢筋强度抗压强度设计值，f'y=300.000N/mm2；
A's──全部纵向钢筋截面面积。
经过计算得到纵向受压钢筋截面面积 A's=-2875.268mm2。
桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条
受拉承载力计算，最大拉力 N=1125.686kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=3752.287mm2。
综上所述,全部纵向钢筋为：3752.287mm,同时满足构造要求!2
构造规定：预制桩最小配筋率不宜小于0.8%,采用静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.4%,直径不宜小于14mm
八.桩抗压承载力计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.5和5.3.5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=2174.811kN
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──基桩竖向承载力特征值；
Ra──单桩竖向承载力特征值；
K──安全系数，取2.0；
fak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值；
c──承台效应系数，当不考虑承台效应系数时，其值取0；
qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1.5708m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.147m2；
Ac──计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=6.103m2；
li──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:
土名称 序号 土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 素填土 1 4.6 0 0
淤 泥 2 2.9 0 0
砂质粘性土 3 9.3 35 0
全风化混合岩 4 2.8 60 3000 强全风化混合岩 5 1.5 100 4500
由于桩的入土深度为21.1m,所以桩端是在第5层土层。
最大压力验算:
Ra=1.571×(4.6×0+2.9×0+9.3×70+2.8×120+1.5×200)+9000×0.147=3346.974kN
R=3346.974/2.0+0.000×105.000×6.103=1673.487kN
上式计算的R值大于等于最大压力1621.561kN,所以满足要求!
九.桩抗拔承载力计算
桩抗拔承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条
桩抗拔承载力应满足下列要求:
其中:
式中 Tuk──基桩抗拔极限承载力标准值；
i──抗拔系数；
解得:
Tgk=14×(0.750×4.6×0+0.750×2.9×0+0.750×9.3×35+0.750×2.8×60+0.750×1.5×
200)/4=2984.625kN
Ggp=14×21.1×22/4=1624.700kN
Tuk=1.571×(0.750×4.6×0+0.750×2.9×0+0.750×9.3×35+0.750×2.8×60+0.750×1.5×100)=758.106kN
Gp=1.571×21.1×25=828.595kN
由于: 2984.625/2.0+1624.700>=667.811 由于: 758.106/2.0+828.595>=667.811 九.基础大样图如下
满足要求!
满足要求!
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