塔吊单桩基础计算书

单桩基础计算书

工程建设地点： ；属于底框砖混结构；地上6层；地下0层；建筑高度：19m；标准层层高；3m；总建筑面积：8865.68平方米；工期：240天。

本工程由 有限公司投资建设 设计有限公司设计， 设计研究院地质勘查， 监理有限公司监理， 有限公司组织施工；由 担任项目经理， 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》（GB50010-2001）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等编制。

一、参数信息

塔吊型号：QTZ40， 塔吊自重（包括压重）G：280.400kN，

最大起重荷载Q：40.000kN， 塔吊起升高度H：22.000m，

塔身宽度B：2.500m， 桩顶面水平力H0：15.000kN，

混凝土的弹性模量Ec：28000.000N/mm2，地基土水平抗力系数m：24.5000MN/m4，

混凝土强度：C35，

桩直径d：1.600m， 保护层厚度：100.000mm，

桩钢筋级别：HRB335， 桩钢筋直径：14.00mm，

塔吊倾覆力矩M：2555.92kN·m；

二、塔吊对基础中心作用力的计算

1、塔吊自重（包括压重）：G＝280.400kN

2、塔吊最大起重荷载：Q＝40.000kN

作用于塔吊的竖向力设计值：F＝1.6×280.400+1.6×40.000 = 512.kN

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax=2555.92kN·m；

三、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》（JGJ94-2008）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）：

α=(mb0/(EI))1/5

其中m—地基土水平抗力系数，m=24.500MN/m4；

b0—桩的计算宽度，b0=0.9×（1.600＋1）=2.340m

E—抗弯弹性模量，E=28000.000N/mm2；

I—截面惯性矩，I=π×1.6004/=0.322m4；

经计算得到桩的水平变形系数：

α=（24.500×106×1.980/(28000.000×106×0.102)）1/5=0.443

（2） 计算C1=aM0/H0

CⅠ=0.443×3578.288/15.000=105.628

（3） 由CⅠ查表得：CⅡ=1.002，h=az=0.126

（4） 计算Mmax：

Mmax= CⅡ×M0=1.002×3578.288=3584.700kN·m

（5） 计算最大弯矩深度：z=h/α=0.126/0.443=0.285m；

四、桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.3.。

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：

η=1+1/（1400ei/h0）(I0/h)2ξ1ξ2

式中I0—桩的计算长度。I0=9.000m

h—截面高度，h=1.600m

e0—轴向压力对截面重心的偏心矩，e0=9.324m

ea—附加偏心矩，取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的最大值，ea=0.040m；ei= e0+ea=9.324+0.040=9.3m；

h0=截面有效高度，h0=1.600-100.000×10-3=1.500m

ξ1—偏心受压构件的截面曲率修正系数：

ξ1=0.5fcA/N=0.5×16.700×1.131×106/（512.×103）=18.422

由于ξ1大于1，ξ1=1；

A— 构件的截面面积。A=π×d2/4=1.131m2；

ξ2—构件长细比对截面曲率的影响系数，I0/h小于15，ξ2=1.0；

I0/h=I0/1.6=7.50＜15，ξ2=1.0；

经计算偏心增大系数η=1.005；

（2）偏心受压构件应符合下例规定：

N≤αα1fcA（sin（2πα）/（2πα）+（α-α1）fyAs

Nηei≤2α1fcArsin3(πα)/3+ fyAsrs(sinπα+sinπα1))/π

式中 As—全部纵向钢筋的截面面积；

r—圆形截面的半径，取r=0.600m；

rs—纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=0.093m；

α—对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值，取α=0.495≤0.625，α1=1.25-2α=1.25-2×0.495=0.26；

由以上公式解得：As=792.503mm2。

构造配筋：

As=πd2/4×0.2％=3.14×12002/4×0.2％=2262mm2

建议配筋值：HRB335钢筋，514Φ14.实际配筋值79104.6mm2。

五、桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2条，桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

R=ηsQskγs+ηpQpk/γp

Qsk=uΣqsikIi

Qpk=qpkAp

其中R—单桩的竖向承载力设计值；

Qsk—单桩总极限侧阻力标准值；

Qpk—单桩总极限端阻力设计值；

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=3.770m；

Ap—桩端面积，Ap=1.131m2；

γ0—桩基重要性系数，取1.1；

Ii—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 土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称

1 6.00 20.00 825.00 粘性土

2 10.00 25.00 965.00 粉土或砂土

由于桩的入土深度为9.00m，所以桩端是在第2层土层。

最大压力验算：

R=3.77×（6.00×20.00+3.00×25.00）/1.65+965,00×1.131/1.65=1.11×103kN

γ0N=1.1×384.48=422.93kN≤R=1106.983kN

竖向极限承载力满足要求！