塔吊桩基础的计算书
一. 参数信息
塔吊型号: QTZ（QTZ80）-TC6013 自重(包括压重):F1=910.00kN 最大起重荷载: F2=60.00kN
塔吊倾覆力距: M=4855.76kN.m 塔吊起重高度: H=62.00m 塔身宽度: B=1.80m
桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C30 保护层厚度: 50mm
矩形承台边长: 5.00m 承台厚度: Hc=1.500m 承台箍筋间距: S=180mm
承台钢筋级别: Ⅱ级 承台预埋件埋深:h=1.30m 承台顶面埋深: D=0.000m
桩直径: d=0.500m 桩间距: a=3.000m 桩钢筋级别: Ⅱ级
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 水平力作用高度: 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：
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×(3.000×1.414/2)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