单桩塔吊基础计算书

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: QTZ50 塔机自重标准值:Fk1=357.70kN 起重荷载标准值:Fqk=50.00kN

塔吊最大起重力矩:M=490.00kN.m 塔吊计算高度: H=90m 塔身宽度: B=2.50m

非工作状态下塔身弯矩:M1=-356.86kN.m

承台混凝土等级:C30 矩形承台边长: 5.00m 台厚度: Hc=0.800m

承台钢筋级别: HPB235 承台顶面埋深: D=1.500m 桩混凝土等级: C25 保护层厚度: 50mm 直径 d=1.400m

桩钢筋级别: HRB335 桩入土深度: 9.00m 二. 荷载计算

1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=357.7kN

2) 基础以及覆土自重标准值

Gk=5×5×(0.80×25+1.5×17)=1137.5kN 承台受浮力：Flk=5×5×0.30×10=75kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=50kN

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)

=0.8×1.48×1.95×1.54×0.2=0.71kN/m2

=1.2×0.71×0.35×2.5=0.75kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.75×90.00=67.20kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×67.20×90.00=3024.00kN.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

承桩 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2)

=0.8×1.51×1.95×1.54×0.35=1.27kN/m2

=1.2×1.27×0.35×2.5=1.33kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=1.33×90.00=119.98kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×119.98×90=5399.26kN.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=-356.86+0.9×(490+3024.00)=2805.74kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+5399.26=5042.40kN.m

三. 承台计算

承台尺寸:5000mm×5000mm×800mm

单桩承台的承台弯矩两个方向都为0(kN.m)，所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！

四. 桩身最大弯矩计算

计算简图：

1. 按照m法计算桩身最大弯矩：

计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。

(1) 计算桩的水平变形系数(1/m):

其中 m──地基土水平抗力系数；

b0──桩的计算宽度，b0=2.16m。

E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=18760.00N/mm2； I──截面惯性矩，I=0.19m4； 经计算得到桩的水平变形系数: =0.341/m (2) 计算 Dv:

Dv=119.98/(0.34×5042.40)=0.07 (3) 由 Dv查表得：Km=1.01 (4) 计算 Mmax:

经计算得到桩的最大弯矩值:

Mmax=5042.40×1.01=5116.16kN.m。

由 Dv查表得：最大弯矩深度 z=0.32/0.34=0.91m。

五.桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3.8条。

沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：

(1) 偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算： 式中 l0──桩的计算长度，取 l0=9.00m； h──截面高度，取 h=1.40m；

h0──截面有效高度，取 h0=1.35m；

1──偏心受压构件的截面曲率修正系数：

解得：1=1.00

A──构件的截面面积，取 A=1.54m2；

2──构件长细比对截面曲率的影响系数,当l0/h<15时,取1.0,否则按

下式:

解得：2=1.00

经计算偏心增大系数 =1.01。

(2) 偏心受压构件应符合下例规定：

式中 As──全部纵向钢筋的截面面积； r──圆形截面的半径，取 r=0.70m；

rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取 rs=0.65m； e0──轴向压力对截面重心的偏心矩: e0=Mmax/F=5116.16/1112.5=4.60m；

ea──附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中的较大者，ea=46.67mm；

──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，取 =0.51；

t──纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当>0.625时，取 t=0：

由一式，经计算解得：As=-98854.21mm2 由二式，经计算解得：As=24378.08mm2

由上两式计算结果：桩的配筋面积 As=24378.08mm2。

六.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=1112.50kN 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：

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=4.40m； Ap──桩端面积,取Ap=1.54m2；

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 7 2 1 粉土或砂土

2 3 2 5310 砂类土中的群桩

由于桩的入土深度为9m,所以桩端是在第2层土层。 最大压力验算:

Ra=4.40×(7×2+2×2)+5310×1.54=8253.28kN 由于：Ra = 8253.28 > Qk = 1112.50,所以满足要求!