5#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 187-2019)。

一. 参数信息本计算书参考塔吊说明书荷载参数进行验算。

塔吊型号:TC6513-6 塔机工作状态:Fv=696.9kN,Fh=25.4kN 塔机非工作状态:Fv=586.3kN,Fh=103.2kN 工作状态倾覆力矩:M=2148.2kN.m非工作状态倾覆力矩:M=2798.6kN.m 塔吊计算高度:H=77m塔身宽度:B=1.8m 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=6m 承台厚度:Hc=1.35m承台箍筋间距:S=200mm 承台钢筋级别:HRB400E承台顶面埋深:D=0.0m 桩直径:d=0.6m桩间距:a=4.8m 桩钢筋级别:HRB400E桩入土深度:35m 桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.38m计算简图如下：二. 荷载计算1. 塔机基础竖向荷载1) 塔机工作状态竖向荷载标准值Fk=696.9kN2) 塔机非工作状态竖向荷载标准值Fk=586.3kN3) 基础以及覆土自重标准值Gk=6×6×1.35×25=1215kN2. 塔机基础水平荷载1) 工作状态下塔机基础水平荷载标准值Fvk= 25.40kN2) 非工作状态下塔机基础水平荷载标准值Fvk= 103.20kN3. 塔机的倾覆力矩工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk= 2148.20kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk= 2798.60kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下：Qk =(Fk+Gk)/n=(586.3+1215.00)/4=450.33kNQkmax =(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(586.3+1215)/4+Abs(2798.60+103.20×1.35)/6.79=883.19kNQkmin =(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(586.3+1215-0)/4-Abs(2798.60+103.20×1.35)/6.79=17.46kN 工作状态下：Qk =(Fk+Gk+Fqk)/n=(696.9+1215.00)/4=477.98kNQkmax =(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(696.9+1215)/4+Abs(2148.20+25.40×1.35)/6.79=799.53kNQkmin =(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(696.9+1215-0)/4-Abs(2148.20+25.40×1.35)/6.79=156.42kN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 Ni =1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(696.9)/4+1.35×(2148.20+25.40×1.35)/6.79=669.31kN最大拔力 Ni =1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(696.9)/4-1.35×(2148.20+25.40×1.35)/6.79=-198.90kN 非工作状态下：最大压力 Ni =1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×586.3/4+1.35×(2798.60+103.20×1.35)/6.79=782.24kN最大拔力 Ni =1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×586.3/4-1.35×(2798.60+103.20×1.35)/6.79=-386.49kN 2. 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 Mx ,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；xi ,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；Ni──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：Mx =My=2×782.24×1.50=2346.72kN.m承台最大负弯矩:Mx =My=2×-386.49×1.50=-1159.46kN.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；fc──混凝土抗压强度设计值；h──承台的计算高度；fy ──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。

底部配筋计算:αs=2346.72×106/(1.000×16.700×6000.000×13002)=0.013858 η=1-(1-2×0.013858)0.5=0.013956γs=1-0.013956/2=0.993022As=2346.72×106/(0.993022×1300.0×360.0)=5049.6mm2承台底部实际选用钢筋为：钢筋直径25.0mm，钢筋间距为200mm,承台底部选择钢筋配筋面积为As0= 3.14×252/4 × Int(6000/200)=14726mm2选择钢筋配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!推荐参考配筋方案为：钢筋直径为25mm，钢筋间距为200mm，配筋面积为14726mm2顶部配筋计算:αs=1159.46×106/(1.000×16.700×6000.000×13002)=0.006847 ξ=1-(1-2×0.006847)0.5=0.006871γs=1-0.006871/2=0.996565As=1159.46×106/(0.996565×1300.0×360.0)=2486.0mm2承台顶部实际选用钢筋为：钢筋直径25mm，钢筋间距为200mm,承台顶部实际配筋面积为As0= 3.14×252/4 × Int(6000/200)=14726mm2实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=782.24kN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=1.632ft ──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；b──承台的计算宽度，b=6000mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h=1300mm；fy ──钢筋受拉强度设计值，fy=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 Nl──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=900mma1x ，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；a 1x =a1y=1200mmβhp──承台受冲切承载力截面高度影响系数；βhp=0.877ft ──承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.57N/mm2h0──承台外边缘的有效高度；h=1300mmλ1x ，λ1y──角桩冲跨比，其值应满足0.25～1.0，取λ1x=λ1y=a1x/h=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×(696.9)/4+1.35×(2148.20+25.40×1.35)/6.7872=669.31kN 非工作状态下：N l =1.35×F k /n+1.35×(M k +F vk ×h)/L=1.35×586.3/4+1.35×(2798.60+103.20×1.35)/6.7872=782.24kN等式右边 [0.499×(900+600)+0.499×(900+600)]×0.877×1.57×1300/1000=2678.75kN 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=1.35×883.19=1192.30kN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/mm 2； A ps ──桩身截面面积，A ps =169332mm 2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为0.45%，计算得最小配筋面积为762mm 2综上所述，全部纵向钢筋面积762mm 2实际选用钢筋为：钢筋直径14mm ，钢筋根数为10 桩实际配筋面积为A s0 = 3.14×142/4 × 10=1539mm 2 实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!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 =477.98kN ；偏心竖向力作用下，Q kmax =883.19kN 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 Ra──单桩竖向承载力特征值；qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；u──桩身的周长，u=1.88m；Ap ──桩端面积,取Ap=0.28m2；li──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:序号土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 土名称1 6.7 12 90 填土2 3.5 0 50 淤泥质黏土3 4.2 30 120 粉质黏土4 10.1 10 80 有机质黏土5 4.2 50 180 卵石6 4 25 150 含角砾粉质黏土7 7.3 110 3000 微风化灰岩由于桩的入土深度为35m,所以桩端是在第7层土层。