四桩基础的计算书依据《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:QTZ63 塔机自重标准值:Fk1=454.00kN 起重荷载标准值:Fqk=60.00kN 塔吊最大起重力矩:M=630.00kN.m 非工作状态下塔身弯矩:M=1552kN.m 塔吊计算高度:H=75m塔身宽度:B=1.6m 桩身混凝土等级:C80承台混凝土等级:C35 保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=5.5m 承台厚度:Hc=1.35m承台箍筋间距:S=150mm 承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0m 桩直径:d=0.5m桩间距:a=4.5m 桩钢筋级别:HPB235桩入土深度:24m 桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.3m计算简图如下：二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值F k1=454kN2) 基础以及覆土自重标准值G k=5.5×5.5×1.35×25=1020.9375kN承台受浮力：F lk=5.5×5.5×5.35×10=1618.375kN3) 起重荷载标准值F qk=60kN2. 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)=0.8×1.59×1.95×1.39×0.2=0.69kN/m2=1.2×0.69×0.35×1.6=0.46kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk=q sk×H=0.46×75.00=34.75kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5F vk×H=0.5×34.75×75.00=1303.25kN.m2) 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a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2)=0.8×1.62×1.95×1.39×0.35=1.23kN/m2=1.2×1.23×0.35×1.60=0.83kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk=q sk×H=0.83×75.00=61.97kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5F vk×H=0.5×61.97×75.00=2323.72kN.m3. 塔机的倾覆力矩工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值M k=1552+0.9×(630+1303.25)=3291.93kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值M k=1552+2323.72=3875.72kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下：Q k=(F k+G k)/n=(454+1020.94)/4=368.73kNQ kmax=(F k+G k)/n+(M k+F vk×h)/L=(454+1020.9375)/4+(3875.72+61.97×1.35)/6.36=990.98kNQ kmin=(F k+G k-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L=(454+1020.9375-1618.375)/4-(3875.72+61.97×1.35)/6.36=-658.11kN工作状态下：Q k=(F k+G k+F qk)/n=(454+1020.94+60)/4=383.73kNQ kmax=(F k+G k+F qk)/n+(M k+F vk×h)/L=(454+1020.9375+60)/4+(3291.93+34.75×1.35)/6.36=908.46kNQ kmin=(F k+G k+F qk-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L=(454+1020.9375+60-1618.375)/4-(3291.93+34.75×1.35)/6.36=-545.59kN四. 承台受弯计算1. 荷载计算不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：工作状态下：最大压力 N i=1.35×(F k+F qk)/n+1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×(454+60)/4+1.35×(3291.93+34.75×1.35)/6.36=881.86kN最大拔力 N i=1.35×(F k+F qk)/n-1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×(454+60)/4-1.35×(3291.93+34.75×1.35)/6.36=-534.91kN非工作状态下：最大压力 N i=1.35×F k/n+1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×454/4+1.35×(3875.72+61.97×1.35)/6.36=993.26kN最大拔力 N i=1.35×F k/n-1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×454/4-1.35×(3875.72+61.97×1.35)/6.36=-686.81kN2. 弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条其中 M x,M y1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；N i──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。

由于非工作状态下，承台正弯矩最大：M x=M y=2×993.26×1.45=2880.46kN.m承台最大负弯矩:M x=M y=2×-686.81×1.45=-1991.76kN.m3. 配筋计算根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条式中α1──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,期间按线性内插法确定；f c──混凝土抗压强度设计值；h0──承台的计算高度；f y──钢筋受拉强度设计值，f y=360N/mm2。

底部配筋计算:αs=2880.46×106/(1.000×16.700×5500.000×13002)=0.0186=1-(1-2×0.0186)0.5=0.0187γs=1-0.0187/2=0.9906A s=2880.46×106/(0.9906×1300.0×360.0)=6213.0mm2顶部配筋计算:αs=1991.76×106/(1.000×16.700×5500.000×13002)=0.0128=1-(1-2×0.0128)0.5=0.0129γs=1-0.0129/2=0.9906A s=1991.76×106/(0.9935×1300.0×360.0)=4283.5mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值： V max=993.26kN依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.4条。

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：式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.577f t──混凝土轴心抗拉强度设计值，f t=1.570N/mm2；b──承台的计算宽度，b=5500mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；f y──钢筋受拉强度设计值，f y=360N/mm2；S──箍筋的间距，S=150mm。

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六. 承台受冲切验算依据塔机规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算，本案只计算角桩对承台的冲切！承台受角桩冲切的承载力可按下式计算：式中 N l──荷载效应基本组合时，不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值；β1x，β1y──角桩冲切系数；β1x=β1y=0.56/(0.923+0.2)=0.499c1，c2──角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=750mma1x，a1y──承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离；a1x=a1y=1200mmβhp──承台受冲切承载力截面高度影响系数；βhp=0.877f t──承台混凝土抗拉强度设计值；f t=1.57N/mm2h0──承台外边缘的有效高度；h0=1300mmλ1x，λ1y──角桩冲跨比，其值应满足0.25～1.0，取λ1x=λ1y=a1x/h0=0.923工作状态下：N l=1.35×(F k+F qk)/n+1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×(454+60)/4+1.35×(3291.93+34.75×1.35)/6.363=881.86kN非工作状态下：N l=1.35×F k/n+1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×454/4+1.35×(3875.72+61.97×1.35)/6.363=993.26kN等式右边[0.499×(750+600)+0.499×(750+600)]×0.877×1.57×1300/1000=2410.87kN比较等式两边，所以满足要求!七. 桩身承载力验算桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1.35×990.98=1337.83kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.85f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=35.9N/mm2；A ps──桩身截面面积，A ps=125664mm2。

桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条受拉承载力计算，最大拉力N=1.35×Q kmin=-888.45kN经过计算得到受拉钢筋截面面积 A s=4230.703mm2。