塔吊四桩基础的计算书(TC7020)
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安全设施计算软件(2015) PKPM软件出品
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(TC7020）塔吊四桩基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T 187—2009）.
一。 参数信息
塔吊型号：TC7035降效为TC7020 塔机自重标准值：Fk1=1260。00kN
起重荷载标准值:Fqk=160kN 塔吊最大起重力矩：M=1400kN。m
非工作状态下塔身弯矩：M=-1639kN.m 塔吊计算高度：H=46。5m
塔身宽度:B=2m 桩身混凝土等级:C80
承台混凝土等级：C35 保护层厚度:H=50mm
矩形承台边长:H=4。5m 承台厚度:Hc=1。6m
承台箍筋间距：S=200mm 承台钢筋级别：HPB400
承台顶面埋深:D=0。0m 桩直径:d=0。5m
桩间距：a=3。5m 桩钢筋级别:HPB300
桩入土深度：30m 桩型与工艺:预制桩
计算简图如下：
二。 荷载计算
1。 自重荷载及起重荷载
1) 塔机自重标准值
Fk1=1260kN
2) 基础以及覆土自重标准值
Gk=4.5×4.5×1.60×25=810kN
3） 起重荷载标准值
Fqk=160kN
2。 风荷载计算
1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a. 塔机所受风均布线荷载标准值 （Wo=0。2kN/m2）
Wk=0。8×1.59×1。95×1.2×0.2=0.60kN/m2
qsk=1。2×0。60×0。35×2=0.50kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.50×46.50=23。25kN
c。 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0。5Fvk×H=0.5×23。25×46。50=540。62kN.m
2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 安全设施计算软件(2015) PKPM软件出品
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a。 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0。35kN/m2)
Wk=0。8×1.62×1。95×1.2×0。35=1.06kN/m2
qsk=1.2×1.06×0。35×2。00=0.89kN/m
b。 塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.89×46。50=41.46kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×41.46×46。50=963.93kN.m
3。 塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=1639+0.9×（1400+540.62）=3385。55kN。m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=1639+963.93=2602.93kN。m
三。 桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（1260+810。00)/4=517。50kN
Qkmax=(Fk+Gk）/n+(Mk+Fvk×h）/L
=（1260+810）/4+Abs(2602。93+41。46×1。60)/4.95=1056.85kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk)/n-（Mk+Fvk×h)/L
=(1260+810—0）/4—Abs（2602。93+41.46×1.60）/4。95=-21。85kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk)/n=（1260+810.00+160）/4=557.50kN
Qkmax=(Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=(1260+810+160)/4+Abs(3385.55+23.25×1.60)/4.95=1249.11kN
Qkmin=(Fk+Gk+Fqk—Flk)/n-（Mk+Fvk×h）/L
=(1260+810+160—0）/4-Abs(3385。55+23。25×1.60）/4。95=—134.11kN
四。 承台受弯计算
1。 荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力 Ni=1。35×（Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h）/L
=1。35×(1260+160)/4+1.35×(3385.55+23。25×1。60)/4。95=1412.92kN
最大拔力 Ni=1。35×(Fk+Fqk）/n—1。35×（Mk+Fvk×h)/L
=1.35×（1260+160)/4—1.35×（3385.55+23.25×1。60)/4.95=-454。42kN
非工作状态下：
最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1。35×1260/4+1.35×（2602.93+41.46×1.60)/4。95=1153。38kN
最大拔力 Ni=1。35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1。35×1260/4-1。35×(2602。93+41.46×1。60)/4。95=-302。88kN
2。 弯矩的计算 安全设施计算软件(2015) PKPM软件出品
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依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中 Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m）；
xi，yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m）；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN).
由于工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×1412。92×0。75=2119。38kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×—454。42×0.75=—681.63kN.m
3. 配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010—2010第6.2.10条
式中 α1──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=360N/mm2。
底部配筋计算:
αs=2119。38×106/（1。000×16.700×4500。000×15502）=0.0117
η=1-(1-2×0.0117)0。5=0。0118
γs=1-0。0118/2=0.9941
As=2119。38×106/(0。9941×1550.0×360.0)=3820。7mm2
推荐参考配筋方案为：钢筋直径为20mm，钢筋间距为200mm，配筋面积为7069mm2
顶部配筋计算：
αs=681.63×106/(1。000×16.700×4500。000×15502)=0。0038
ξ=1-(1-2×0。0038)0.5=0。0038
γs=1—0。0038/2=0.9981
As=681。63×106/(0.9981×1550.0×210.0)=2098。1mm2
实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!
五. 承台剪切计算
最大剪力设计值： Vmax=1412.92kN
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的第6.3.4条。
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： 安全设施计算软件(2015) PKPM软件出品
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式中 λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,ft=1.570N/mm2;
b──承台的计算宽度，b=4500mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1550mm;
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2；
S──箍筋的间距,S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
六. 承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求,故可不进行承台角桩冲切承载力验算
七. 桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(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=1.35×1249.11=1686。29kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中 Ψc──基桩成桩工艺系数,取0。85
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35。9N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=196350mm2。
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=1。35×Qkmin=-181.04kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=670.529mm2.
由于桩的最小配筋率为0。20%，计算得最小配筋面积为393mm2
综上所述,全部纵向钢筋面积671mm2
实际选用钢筋为：钢筋直径22mm，钢筋根数为15
桩实际配筋面积为As0 = 3。14×222/4 × 15=5702mm2
实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求！
八. 桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T 187-2009）的第6.3.3和6.3。4条
轴心竖向力作用下，Qk=557.50kN；偏心竖向力作用下,Qkmax=1249。11kN
桩基竖向承载力必须满足以下两式：
单桩竖向承载力特征值按下式计算： 安全设施计算软件(2015) PKPM软件出品
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其中 Ra──单桩竖向承载力特征值;
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；
qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1。57m；
Ap──桩端面积，取Ap=0。20m2;
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:
序号 土层厚度（m) 侧阻力特征值（kPa) 端阻力特征值（kPa) 土名称
1 9 11 0 粘性土
2 5.5 20 0 粘性土
3 3 16 0 粘性土
4 4.8 30 1200 粘性土
5 5.8 16 0 粘性土
6 3 32 2200 粘性土
由于桩的入土深度为30m，所以桩端是在第6层土层.
最大压力验算:
Ra=1.57×（9×11+5。5×20+3×16+4.8×30+5。8×16+1.9×32）+2200×0.20=1303.13kN
由于: Ra = 1303.13 〉 Qk = 557。50,最大压力验算满足要求!
由于： 1.2Ra = 1563。76 > Qkmax = 1249。11,最大压力验算满足要求！
九. 桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T 187-2009）的第6。3.5条
