塔吊格构式基础计算书宁波市江北区投资创业中心门户区长兴路以南3-4、3-5地块工程；工程建设地点：宁波市江北区投资创业中心门户区长兴路以南；属于框剪结构；地上25层；地下2层；建筑高度：99m；标准层层高：4m ；总建筑面积：47422.19平方米；总工期：936天。
本工程由欣捷投资控股集团有限公司投资建设，浙江省高专建筑设计研究院有限公司设计，浙江华展工程研究设计院有限公司地质勘察，宁波市天正工程咨询有限公司监理，欣捷建设有限公司组织施工；由周云晖担任项目经理，担任技术负责人。
本计算书主要依据本工程地质勘察报告，塔吊使用说明书、《钢结构设计规范》（GB50017－2003）、《钢结构设计手册》（第三版）、《建筑结构静力计算手册》（第二版）、《结构荷载规范》（GB5009－2001）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）等编制。
基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QTZ63；标准节长度b：2.5m；塔吊自重Gt：450.8kN；塔吊地脚螺栓性能等级：普通8.8级；最大起重荷载Q：60kN；塔吊地脚螺栓的直径d：30mm；塔吊起升高度H：101m；塔吊地脚螺栓数目n：12个；塔身宽度B: 2.5m；2、格构柱基本参数格构柱计算长度lo：7m；格构柱缀件类型：缀条；格构柱缀件节间长度a1：0.5m；格构柱分肢材料类型：L140x10；格构柱基础缀件节间长度a2：1.9m；格构柱钢板缀件参数:宽400mm，厚400mm；格构柱截面宽度b1：0.45m；格构柱基础缀件材料类型：L70x6；3、基础参数桩中心距a：3m；桩直径d：0.8m；桩入土深度l：25m；桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；桩混凝土等级：C30；桩钢筋型号：HRB335；桩钢筋直径：18mm；承台宽度Bc：5m；承台厚度h：1.3m；承台混凝土等级为：C35；承台钢筋等级：HRB335；承台钢筋直径：20；承台保护层厚度:50mm；承台箍筋间距：250mm；4、塔吊计算状态参数地面粗糙类别：B类田野乡村；风荷载高度变化系数：2.38；主弦杆材料：角钢/方钢；主弦杆宽度c：250mm；工作状态：所处城市浙江宁波市，基本风压ω0：0.5 kN/m2，额定起重力矩Me：630kN·m；基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：939.9kN·m；工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：G c=25×Bc×Bc×h×1.2=25×5.00×5.00×1.30×1.2=975.00kN作用在基础上的垂直力：N=1.2×(Gt+Gc+Q)=1.2×(450.80+975.00+60.00)=1782.96kN2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值M max=939.90kN·m3、塔吊水平力计算挡风系数计算：φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)挡风系数Φ=0.72水平力：V=1.2×(ω×B×H×Φ+P)=1.2×(0.50×2.50×101.00×0.72+30.00)=145.63kN4、每根格构柱的受力计算作用于承台顶面的作用力：N=1782.96kNM max=939.90kN·mV=145.63kN图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。
（1）、桩顶竖向力的计算N i=(F+G)/4±M x y i/Σy i2±M y x i/Σx i%2%；式中：N－单桩个数，n=4；F－作用于桩基承台顶面的竖向力设计值；G－桩基承台的自重；M x,M y－承台底面的弯矩设计值；x i,y i－单桩相对承台中心轴的XY方向距离；N i－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：N max=N/4+(M max×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1782.96/4+(939.90×3.00×2-0.5)/(2×(3.00×2-0.5)2)=667.28kN最小压力：N min=N/4-(M max×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1782.96/4-(939.90×3.00×2-0.5)/(2×(3.00×2-0.5)2)=224.20kN桩基础抗拔满足要求。
（2）、桩顶剪力的计算V0=V/4=145.63/4=36.41kN二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：N v b=n vπd2f v b/4=1×3.14×30.002×320/4=226.19kNN v=V/n=145.63/12=12.14kN<226.19kN螺栓抗剪强度满足要求。
三、承台验算1、承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94 ）的第5.6.1条。
M x1 = ∑N i y iM y1 = ∑N i x i其中 M x1,M y1－计算截面处XY方向的弯矩设计值；x i,y i－单桩相对承台中心轴的XY方向距离取(a-B)/2=(3.00-2.50)/2=0.25m；N i1－单桩桩顶竖向力设计值；经过计算得到弯矩设计值：M x1=M y1=2×0.25×667.28=333.64kN·m。
2、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。
A s = M/(γs h0f y)αs = M/(α1f c bh02)ζ = 1-(1-2αs)1/2γs = 1-ζ/2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 ；f c－混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；h o－承台的计算高度h o=1300.00-50.00=1250.00mm；f y－钢筋受拉强度设计值，f y=300N/mm2；经过计算得：αs=333.64×106/(1.000×16.700×5.000×103×(1250.000)2)=0.003；ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003；γs =1-0.003/2=0.999；A sx =A sy=333.64×106/(0.999×1250.000×300)=890.843mm2；由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:1300×5000×0.15%=9750mm2；建议配筋值：HRB335钢筋，20@150。
承台底面单向根数32根。
实际配筋值10054.4mm2。
3、承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11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=667.28kN。
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：γ0V≤βf c b0h0其中：γo－建筑桩基重要性系数，取1.00；Bc－承台计算截面处的计算宽度，Bc=5000.00mm；h o－承台计算截面处的计算高度，h o=1300.00-50.00=1250.00mm；λ－计算截面的剪跨比，λ=a/h o，此处，a=(5000.00/2-2500.00/2)-(5000.00/2-3000.00/2)=250.00mm，当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.30；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=0.20；f c－混凝土轴心抗压强度设计值，f c=16.70N/mm2；则，1.00×667.28=667.28kN≤0.20×16.70×5000.00×1250.00/1000=20875.00kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L140x10A =27.37cm2 i =4.34cm I =514.65cm4 z0 =3.82cm每个格构柱由4根角钢L140x10组成，格构柱力学参数如下：I x1=[I+A×（b1/2－z0）2] ×4=[514.65+27.37×(45.00/2-3.82)2]×4=40260.81cm4；A n1=A×4=27.37×4=109.48cm2；W1=I x1/(b1/2-z0)=40260.81/(45.00/2-3.82)=2155.29cm3；i x1=(I x1/A n1)0.5=(40260.81/109.48)0.5=19.18cm；2、格构柱平面内整体强度N max/A n1=667.28×103/(109.48×102)=60.95N/mm2<f=300N/mm2；格构柱平面内整体强度满足要求。
3、格构柱整体稳定性验算L0x1=l o=7.00m；λx1=L0x1×102/i x1=7.00×102/19.18=36.50；A n1=109.48cm2；A dy1=4×40.00×40.00=6400.00cm2；λ0x1=(λx12+40×A n1/A dy1)0.5=(36.502+40×109.48/6400.00)0.5=36.51；查表：Φx=0.91；N max/(Φx A)=667.28×103/(0.91×109.48×102)=66.83N/mm2<f=300N/mm2；格构柱整体稳定性满足要求。
4、刚度验算λmax=λ0x1=36.51<[λ]=150 满足；单肢计算长度：l01=a1=50.00cm；单肢回转半径：i1=4.34cm；单肢长细比：λ1=l01/i1=50.00/4.34=11.52<0.7λmax=0.7×36.51=25.56；因截面无削弱，不必验算截面强度。