1号塔吊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: QTZ80 塔机自重标准值:Fk1=449.00kN起重荷载标准值:Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:M=1039.00kN.m 塔吊计算高度: H=98m塔身宽度: B=1.60m非工作状态下塔身弯矩:M1=-1668kN.m 桩混凝土等级: C30 承台混凝土等级:C35保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 3.50m承台厚度: Hc=1.250m承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: HRB400承台顶面埋深: D=0.000m桩直径: d=800.000m 桩间距: a=2.500m桩钢筋级别: HRB400桩入土深度: 16.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩计算简图如下：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=449kN2) 基础以及覆土自重标准值G k=3.5×3.5×1.25×25=382.8125kN3) 起重荷载标准值F qk=60kN2. 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=-1668+0.9×(1039+2294.71)=1332.34kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值M k=-1668+4097.15=2429.15kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下：Q k=(F k+G k)/n=(449+382.81)/4=207.95kNQ kmax=(F k+G k)/n+(M k+F vk×h)/L=(449+382.8125)/4+(2429.15+83.62×1.25)/3.54=924.69kN Q kmin=(F k+G k-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L=(449+382.8125-0)/4-(2429.15+83.62×1.25)/3.54=-508.78kN工作状态下：Q k=(F k+G k+F qk)/n=(449+382.81+60)/4=222.95kNQ kmax=(F k+G k+F qk)/n+(M k+F vk×h)/L=(449+382.8125+60)/4+(1332.34+46.83×1.25)/3.54=616.41kNQ kmin=(F k+G k+F qk-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L=(449+382.8125+60-0)/4-(1332.34+46.83×1.25)/3.54=-170.51kN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×(449+60)/4+1.35×(1332.34+46.83×1.25)/3.54=702.96kN最大拔力 N i=1.35×(F k+F qk)/n-1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×(449+60)/4-1.35×(1332.34+46.83×1.25)/3.54=-359.38kN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=1.35×449/4+1.35×(2429.15+83.62×1.25)/3.54=1119.13kN最大拔力 N i=1.35×F k/n-1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×449/4-1.35×(2429.15+83.62×1.25)/3.54=-816.06kN2. 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=2×1119.13×0.45=1007.22kN.m承台最大负弯矩:M x=M y=2×-816.06×0.45=-734.45kN.m3. 配筋计算根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条式中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；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:s=1007.22×106/(1.000×16.700×3500.000×12002)=0.0120=1-(1-2×0.0120)0.5=0.0120s=1-0.0120/2=0.9940A s=1007.22×106/(0.9940×1200.0×360.0)=2345.6mm2顶部配筋计算:s=734.45×106/(1.000×16.700×3500.000×12002)=0.0087=1-(1-2×0.0087)0.5=0.0088s=1-0.0088/2=0.9940A s=734.45×106/(0.9956×1200.0×360.0)=1707.6mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值：V max=1119.13kN依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的第7.5.7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──计算截面的剪跨比,=1.500f 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=3500mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1200mm；f y──钢筋受拉强度设计值，f y=360N/mm2；S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六. 承台受冲切验算角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算七.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=1.35×924.69=1248.33kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中c──基桩成桩工艺系数，取0.75f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=14.3N/mm2；A ps──桩身截面面积，A ps=502655200000mm2。
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=-686.86kN经过计算得到受拉钢筋截面面积 A s=1907.942mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005310400mm2综上所述，全部纵向钢筋面积1005310400mm2八.桩竖向承载力验算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，Q k=222.95kN；偏向竖向力作用下，Q kmax=924.69kN.m 桩基竖向承载力必须满足以下两式：单桩竖向承载力特征值按下式计算：其中 R a──单桩竖向承载力特征值；q sik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；q pa──桩端端阻力特征值，按下表取值；u──桩身的周长，u=2513.28m；A p──桩端面积,取A p=502655.20m2；l i──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:土名称序号土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa)⑥-1粉质粘土 1 4.18 22 0 ⑥-2粉质粘土 2 3.6 25 0 粉砂 3 1.7 30 0圆砾 4 10.2 552300由于桩的入土深度为16m,所以桩端是在第4层土层。
最大压力验算:R a=2513.28×(4.18×22+3.6×25+1.7×30+6.52×55)+2300×502655.20=1157593713.55kN由于: Ra = 1157593713.55 > Qk = 222.95,所以满足要求!由于: 1.2Ra = 1389112456.26 > Qkmax = 924.69,所以满足要求!九.桩的抗拔承载力验算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5条偏向竖向力作用下，Q kmin=-508.78kN.m桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：式中 G p──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；i──抗拔系数；R a=2513.28×(0.700×4.18×22+0.700×3.6×25+0.750×1.7×30+0.500×6.52×55)=915842.801kNG p=502655.200×(16×25-3.7×10)=182463837.600kN由于: 915842.80+182463837.60 >= 508.78满足要求!十.桩式基础格构柱计算依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
1. 格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.46×0.46m；主肢选用:18号角钢b×d×r=180×16×16mm；缀板选用(m×m):0.01×0.40主肢的截面力学参数为 A0=55.47cm2，Z0=5.05cm，I x0=1700.99cm4，I y0=1700.99cm4；格构柱截面示意图格构柱的y-y轴截面总惯性矩：格构柱的x-x轴截面总惯性矩：经过计算得到：I x=4×[1700.99+55.47×(46/2-5.05)2]=78290.38cm4；I y=4×[1700.99+55.47×(46/2-5.05)2]=78290.38cm4；2. 格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式：其中 H ──格构柱的总高度，取10.30m；I ──格构柱的截面惯性矩，取,I x=78290.38cm4，I y=78290.38cm4；A0──一个主肢的截面面积，取55.47cm2。