QTZ80塔吊單樁基礎的計算書

　　QTZ80塔吊單樁基礎的計算書：荷載計算、承臺計算、樁身最大彎矩計算、樁配筋計算、樁豎向承載力驗算。

一. 參數信息

　　塔吊型號：QTZ80塔吊， 塔吊自重(包括壓重)G: 624.5kN， 最大起重荷載Q: 60.000 kN， 塔吊起升高度H: 120 m， 塔身寬度B:1.800 m， 混凝土的彈性模量E c ：31500.000 N/mm 2 ，地基土水平抗力系數m：4.250 MN/m 4 ， 混凝土強度: C30， 鋼筋級別: III級鋼， 樁直徑d: 1.500 m， 保護層厚度: 50.000 mm， 額定起重力矩：800kN·m， 標準節長度a：2.8m， 主弦桿材料：角鋼/方鋼, 寬度/直徑c：120mm， 所處城市：廣東惠陽， 基本風壓W 0 ：0.7kN/m 2 ， 地面粗糙度類別：B類 田野鄉村 風荷載高度變化系數μ z ：1.34 。

二. 荷載計算

1. 塔吊對交叉梁中心作用力的計算

　　塔吊自重(包括壓重)G = 624.5 kN 2. 塔吊最大起重荷載Q = 60.000 kN 3.基礎以及覆土自重標準值 Gk=5.5×5.5×1.35×25=1021 非工作狀態作用于塔吊的豎向力設計值F=684.5+1021=1706

2. 風荷載計算(塔式起重機砼基礎工程技術規程，附錄A塔吊風荷載計算)

　　1) 工作狀態下塔吊塔身截面對角線方向所受風荷載標準值 a. 塔吊所受風均布線荷載標準值 (Wo=0.2kN/m 2 ) =0.8×1.59×1.95×1.34×0.2=0.665kN/m 2 / s k k q w A H �� , 0 A a B H �� =0.665×0.35×1.8=0.419kN/m b. 塔吊所受風荷載水平合力標準值 某某公司 塔吊計算書 2 Fvk=qsk×H=0.419×45=18.85kN c. 基礎頂面風荷載產生的力矩標準值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×18.85×120=1131kN.m 2) 非工作狀態下塔吊塔身截面對角線方向所受風荷載標準值 a. 塔吊所受風均布線荷載標準值 (本地區 Wo=0.7kN/m 2 ) =0.8×1.69×1.95×1.34×0.7=2.473kN/m 2 / s k k q w A H �� =2.473×0.35×1.8=1.558kN/m b. 塔吊所受風荷載水平合力標準值 Fvk= qsk×H=1.558×45=70.11kN c. 基礎頂面風荷載產生的力矩標準值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×70.11×120=4207kN.m

3. 塔吊的傾覆力矩

　　工作狀態下，標準組合的傾覆力矩標準值 Mk=0.9×(1131+800)=1738kN.m 非工作狀態下，標準組合的傾覆力矩標準值 Mk=4207kN.m

三. 承臺計算

　　承臺尺寸:5000mm×5000mm×1500mm 依據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)第7.2條受彎構件承載力計算。 式中 1——系數，當混凝土強度不超過C50時， 1取為1.0,當混凝土強度等級為C80時， 1取為0.94,期間按線性內插法確定； fc——混凝土抗壓強度設計值； h0——承臺的計算高度。 fy——鋼筋受拉強度設計值，fy=300N/mm2。 經過計算得 s=4207× 6 10 /(1.00×16.70×5500.00× 2 1300 )=0.027 =1- 1 2 * 0 . 0 2 5 �� =0.027 某某公司 塔吊計算書 3 s=1-0.027/2=0.986 As=10940 按照最小配筋率ρ =0.1%計算配筋， As’= 0 p b h =0.001×5500×1300=7150mm2。 比較Asx和As’，所以按As配筋，現場取30根（Ⅱ級）25的鋼筋，鋼筋采用HRB335。 As=30×3.14×12.5×12.5=14130mm2 承臺配筋面積14130mm2大于10940mm2，所以承臺配筋面積滿足要求。 單樁承臺的承臺彎矩兩個方向都為0(kN.m)，不需要進行抗剪和其它的驗算！

四. 樁身最大彎矩計算

　　計算簡圖： 1. 按照m法計算樁身最大彎矩： 計算依據《建筑樁基礎技術規范》(JGJ94-94)的第5.4.5條，并參考《樁基礎的設計方法與施工技術》。 (1) 計算樁的水平變形系數 (1/m): 其中 m——地基土水平抗力系數的比例系數；取 4.250 MN/m 4 b0——樁的計算寬度，b 0 = 0.9×(1.500+1)= 2.25 m。 E——抗彎彈性模量，E=0.67Ec=20100N/mm 2 ； I——截面慣性矩，I=π×1.500 4 /64= 0.248 m 4 ； 經計算得到樁的水平變形系數: 某某公司 塔吊計算書 4 =0.283/m 見樁基礎的設計方法與施工工藝3-2-2-3 (2) 計算 Dv: Dv=70.11/(0.283×4207)=0.059 (3) 由 Dv查表得：Km=1.01 (4) 計算 Mmax: 經計算得到樁的最大彎矩值: Mmax=4207×1.01=4250kN.m。 由 Dv查表得：最大彎矩深度 z=0.305/0.27=1.13m。 所以樁最大彎矩在樁身下1.13m.

五.樁配筋計算

　　依據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)第7.3.8條。 沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構件，其截面受壓承載力計算： (1) 偏心受壓構件，其偏心矩增大系數按下式計算： 式中 l 0 ——樁的計算長度，取 l 0 = 20.000 m； h——截面高度，取 h = 1.500 m ； e 0 ——軸向壓力對截面重心的偏心矩，取 e 0 =4250/1971.4=2.491 m； e a ——附加偏心矩，取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30兩者中的最大值， e a =0.05 m； e i =e 0 +e a =2.491+0.05=2.541m; h 0 ——截面有效高度，取 h 0 = 1.500 - 50.000×10 -3 = 1.450 m； ξ 1 ——偏心受壓構件的截面曲率修正系數： 解得：ξ 1 =0.5×16.700 ×1.766×10 6 /(1971.4×10 3 )= 7.48 由于 ξ 1 大于1，取ξ 1 = 1 ； 某某公司 塔吊計算書 5 A——構件的截面面積，取 A=π×d 2 /4 =1.766 m 2 ； ξ 2 ——構件長細比對截面曲率的影響系數,l 0 /h大于或等于15，按下式計算: 解得：ξ 2 = 0.95 ； 經計算偏心增大系數 η= 1.069； (2) 偏心受壓構件應符合下例規定： 式中 A s ——全部縱向鋼筋的截面面積； r——圓形截面的半徑，取 r=0.7500 m； r s ——縱向鋼筋重心所在圓周的半徑，取 r s =0.70 m； a1是受壓區混凝土矩形應力圖的應力值與混凝土周欣抗壓強度設計值的比值，在砼強度小于等于50時取1 α——對應于受壓區混凝土截面面積的圓心角與2π的比值，取 α= 0.495； α t ——中斷縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當α≥0.625時α t=0，當α≤0.625時，按下式計算: 解得：α t = 0.26; 由以上公式解得：A s =3810 mm 2 。 構造鋼筋A s =πd 2 /4×0.2%=3.14×1500 2 /4×0.2%=3532.5mm 2 現場樁配鋼筋24根20的三級鋼，As=24×3.14×10×10=7536 mm 2 ＞A s =3810 mm 2 某某公司 塔吊計算書 6 所以樁身配筋面積滿足要求。

六.樁豎向承載力驗算

　　依據《塔式起重機混凝土基礎工程技術規程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和 6.3.4條 軸心豎向力作用下，Qk=1389kN 樁基豎向承載力必須滿足以下兩式： 單樁豎向承載力特征值按下式計算： 其中 Ra——單樁豎向承載力特征值； Qsia——第i層巖石的樁側阻力特征值；按下表取值； qpa——樁端端阻力特征值，按下表取值； u——樁身的周長，u=4.71m； Ap——樁端面積,取Ap=1.766m 2 ； li——第i層土層的厚度,取值如下表； 厚度及側阻力標準值如下: （探孔位置見12號樓平面圖ZK41孔，土層厚度及土層名稱見12號樓ZK41鉆孔柱狀圖，阻力特征值見地基設計參數表） 序號 土層底標高 土層厚 側阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 土名稱 素土 1 -1.1 3.5 粉質粘土 2 -3.6 2.5 25 全風化花崗巖 3 -22.6 19 60 1200 由于樁的入土深度為20m,樁頂標高為3.05m,樁底標高-16.95m,所以樁端是在第 3層土層。 最大壓力驗算: Ra=4.71×(25×2.5+60×13.35)+1.766×1200 =5268kN 由于：Ra = 5268> Qk = 1622,所以樁身承載力滿足要求!