某住宅塔吊基础承台荷载计算书

四桩基础计算书***软件大厦工程；工程建设地点：杭州市****路口；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。本工程由某某房开公司投资建设，某某设计院设计，某某勘察单位地质勘察，某某监理公司监理，某某施工单位组织施工；由章某某担任项目经理，李某某担任技术负责人。本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。一、塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ63，塔吊起升高度H：90.000m，塔身宽度B：2.5m，基础埋深D：0.000m，自重F1：450.8kN，基础承台厚度Hc：1.000m，最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：5.000m，桩钢筋级别:HPB235，桩直径或者方桩边长：0.700m，桩间距a：4m，承台箍筋间距S：200.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C40；额定起重力矩是：630kN·m，基础所受的水平力：30kN，标准节长度：2.5m，主弦杆材料：角钢/方钢,宽度/直径c：120mm，所处城市：浙江杭州市，基本风压ω0：0.45kN/m2，地面粗糙度类别为：D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数μz：1.19。二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=450.80kN，塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=612.96kN，1、塔吊风荷载计算依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：地处浙江杭州市，基本风压为ω0=0.45kN/m2；查表得：荷载高度变化系数μz=1.19；挡风系数计算：φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×2.5+2×2.5+(4×2.52+2.52)0.5)×0.12]/(2.5×2.5)=0.347；因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.305；高度z处的风振系数取：βz=1.0；所以风荷载设计值为：ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.305×1.19×0.45=0.864kN/m2；2、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.864×0.347×2.5×90×90×0.5=3039.002kN·m；Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋3039.002＋30×1＝3699kN·m；三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算1.桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。Ni=(F+G)/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2其中n──单桩个数，n=4；F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=612.96kN；G──桩基承台的自重：G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×5.00×5.00×1.00)=750.00kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取5178.60kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；Ni──单桩桩顶竖向力设计值；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，最大压力：Nmax=(612.96+750)/4+5178.6×2.828/(2×2.8282)=1256.196kN。最小压力：Nmin=(612.96+750)/4-5178.6×2.828/(2×2.8282)=-574.716kN。需要验算桩的抗拔2.承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第条。Mx=∑NiyiMy=∑Nixi其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.75m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=1068.70kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×1068.70×0.75=1603.04kN·m。四、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。αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2As=M/(γsh0fy)式中，αl──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,期间按线性内插法得1.00；fc──混凝土抗压强度设计值查表得19.10N/mm2；ho──承台的计算高度：Hc-50.00=950.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=1603.04×106/(1.00×19.10×5000.00×950.002)=0.019；ξ=1-(1-2×0.019)0.5=0.019；γs=1-0.019/2=0.991；Asx=Asy=1603.04×106/(0.991×950.00×300.00)=5678.02mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:5000.00×1000.00×0.15%=7500.00mm2。建议配筋值：HRB335钢筋，18@160。承台底面单向根数30根。实际配筋值7635mm2。五、承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第条和第条，斜截面受剪承载力满足下面公式：γ0V≤βfcb0h0其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=950mm；λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=(4000.00-2500.00)/2=750.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.79；β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，得β=0.11；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=19.10N/mm2；则，1.00×1256.20=1256.196kN≤0.11×19.10×5000×950/1000=9979.75kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！六、桩顶轴向压力验算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第条，桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：γ0N≤fcA其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；A──桩的截面面积，A=3.85×105mm2。则，1.00×1256195.79=1.26×106N≤14.30×3.85×105=5.50×106N；经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！七、桩竖向极限承载力验算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第条，单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γpQsk=u∑qsikliQpk=qpkAp其中R──复合桩基的竖向承载力设计值；Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；Qpk──单桩总极限端阻力标准值；ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；γs,γp──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数；qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；qpk──极限端阻力标准值；u──桩身的周长，u=2.199m；Ap──桩端面积,Ap=0.385m2；li──第i层土层的厚度；各土层厚度及阻力标准值如下表:序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)抗拔系数土名称16.0025.00825.000.80粘性土210.0025.00965.000.70粉土或砂土310.0025.00965.000.70粉土或砂土由于桩的入土深度为40.00m,所以桩端是在第3层土层。单桩竖向承载力验算:R=2.199×(6.00×25.00×0.99+10.00×25.00×1.01+10.00×25.00×1.01)/1.67+1.07×965.00×0.385/1.67=1.10×103kN<N=1256.196kN；上式计算的R的值小于最大压力1256.20kN,所以不满足要求!八、桩基础抗拔验算非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Uk=Σλiqsikuili其中：Uk──桩基抗拔极限承载力标准值；ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.7=2.199m；qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；li──第i层土层的厚度。经过计算得到：Uk=Σλiqsikuili=1033.58kN；整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Ugk=（ulΣλiqsikli）/3=2945.33kNul──桩群外围周长，ul=4×（4+0.7)=18.80m；桩基抗拔承载力公式：γ0N≤Ugk/2+Ggpγ0N≤Uuk/2+Gp其中N-桩基上拔力设计值，Nk=574.72kN；Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=4418.00kN；Gp-基桩自重设计值，Gp=384.85kN；Ugk/2+Ggp=2945.333/2+4418=5890.667kN>1.0×574.716kNUuk/2+Gp=1033.584/2+384.845=901.637fkN>1.0×574.716kN桩抗拔满足要求。九、桩配筋计算1、桩构造配筋计算As=πd2/4×0.65%=3.14×7002/4×0.65%=2501mm22、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。N≤fyAs式中：N──轴向拉力设计值，N=574715.79N；fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=210.00N/mm2；As──纵向普通钢筋的全部截面积。As=N/fy=5774715..79/2110.00==2736..74mm22建议配筋值：HPPB235钢钢筋，3510。实际配