STT153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: STT153塔机自重标准值:Fk1=2682.00kN起重荷载标准值:Fqk=80.00kN塔吊最大起重力矩:M=3041.00kN.m塔吊计算高度: H=60.6m塔身宽度: B=2.00m非工作状态下塔身弯矩:M1=5175kN.m桩混凝土等级: C35承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm矩形承台边长: 5.00m承台厚度: Hc=1.350m承台箍筋间距: S=500mm承台钢筋级别: HRB400承台顶面埋深: D=0.000m桩直径: d=0.800m桩间距： a=3.400m 桩钢筋级别:HRB400桩入土深度: 40.00m 桩型与工艺:泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩计算简图如下：. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值Fk1=2682kN2) 基础以及覆土自重标准值Gk=5 X5X 1.35X 25=843.75kN承台受浮力：F]k=5X5X4.45X10=1112.5kN3) 起重荷载标准值Fqk=80kN2. 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)叭=O.8^^^wo =0.8 X 1.59 X 1.95 X 1.39 X 0.2=0.69kN/m2=1.2 X 0.69 X 0.35 X 2=0.58kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskXH=0.58X60.60=35.10kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5FvkXH=0.5X35.10X60.60=1063.56kN.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=0.40kN/m2) 叭=0•昭坷见巩=0.8 X 1.64 X 1.95 X 1.39 X 0.40=1.42kN/m2% = ! H=1.2 X 1.42 X 0.35 X 2.00=1.19kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskXH=1.19X60.60=72.41kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5FvkXH=0.5X72.41X60.60=2194.01kN.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Mk=5175+0.9X(3041+1063.56)=8869.10kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk=5175+2194.01=7369.01kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下：Qk=(Fk+Gk)/n=(2682+843.75)/4=881.44kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FvkXh)/L =(2682+843.75)/4+(7369.01+72.41X1.35)/4.81=2434.55kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+FvkXh)/L =(2682+843.75-1112.5)/4-(7369.01+72.41X1.35)/4.81=-949.80kN工作状态下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(2682+843.75+80)/4=901.44kNQkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+FvkXh)/L =(2682+843.75+80)/4+(8869.10+35.10X1.35)/4.81=2756.10kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+FvkXh)/L =(2682+843.75+80-1112.5)/4-(8869.10+35.10X1.35)/4.81=-1231.35kN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=1.35X (Fk+Fqk)/n+1.35X (Mk+FvkXh)/L = 1.35 X (2682+80)/4+1.35 X (8869.10+35.10 X 1.35)/4.81=3435.97kN最大拔力Ni=1.35X (Fk+Fqk)/n-1.35X (Mk+FvkX h)/L=1.35X (2682+80)/4-1.35X (8869.10+35.10X 1.35)/4.81=-1571.62kN 非工作状态下：最大压力Ni=1.35X Fk/n+1.35X (Mk+FvkX h)/L=1.35X 2682/4+1.35X (7369.01+72.41X 1.35)/4.81=3001.88kN最大拔力Ni=1.35X Fk/n-1.35X (Mk+FvkX h)/L=1.35X 2682/4-1.35X (7369.01+72.41X 1.35)/4.81=-1191.53kN2. 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 见■二艺“必 ％二迟砧其中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)。
由于工作状态下，承台正弯矩最大：Mx=My=2X 3435.97X 0.70=4810.36kN.m 承台最大负弯矩:Mx=My=2X -1571.62X 0.70=-2200.27kN.m3. 配筋计算根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条勺二唧城 码 =1-^/2勺取为1.0,当混凝土强式中叫 系数，当混凝土强度不超过C50时，度等级为C80时，牛取为0.94,期间按线性内插法确定；fc—混凝土抗压强度设计值；h0 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：口 =4810.36X 106/(1.000X 16.700X5000.000X 13002)=0.0341s— 1-2 X 0.0341) 0.5=0.0347Y =1-0.0347/2=0.9827sAs=4810.36X 106/(0.9827X 1300.0X 360.0)=10460.0mm2 顶部配筋计算：=2200.27X 106/(1.000X 16.700X5000.000X 13002)=0.0156s*=1—(1—2X0.0156)0.5=0.0157 =1-0.0157/2=0.9827sAs=2200.27X106/(0.9921X1300.0X360.0)=4738.7mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值：Vmax=3435.97kN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：沧活沁％牛妳式中 丸—计算截面的剪跨比，几= 1.500ft 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=5000mm；h0 承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；fy——钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2；S——箍筋的间距，S=500mm 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 X2756.10=3720.74kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：N ＜屮丿如其中胃c——基桩成桩工艺系数，取0.75fc 混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2；Aps——桩身截面面积，Aps=502655mm2桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条 池応比受拉承载力计算，最大拉力N=1.35XQkmin=-1662.33kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=4617.572mm2。
由于桩的最小配筋率为0.65%，计算得最小配筋面积为3267mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积4618mm2八. 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，Qk=901.44kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=2756.10kN.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：此“另曲i +%九 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=2.51m；Ap 桩端面积，取Ap=0.50m2；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13.3450粉土或砂土27.8400粘性土33.6500粘性土44.6500粘性土52150700粘性土68.5601400粘性土73.6651700粉土或砂土由于桩的入土深度为40m,所以桩端是在第5层土层最大压力验算:Ra=2.51X (3.3X 45+7.8 X 40+3.6 X 50+4.6 X 50+20.7 X 50)+700 X a0.50=5140.91kN由于: Ra = 5140.91 > Qk = 901.44，所以满足要求!由于: 1.2Ra = 6169.09 > Qkmax = 2756.10，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， Qkmin=-1231.35kN.m桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：式中Gp——桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；i——抗拔系数；Ra=2.51X (0.700X3.3X45+0.750X7.8X40+0.750X3.6X50+0.750 aX4.6X50+0.750X20.7X50)=3674.410kNGp=0.503X(40X25-40X10)=301.593kN由于: 3674.41+301.59 >= 1231.35 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0.48X0.48m； 主肢选用:18号角钢bXdXr=180X 16X 16mm；缀板选用(mXm):0.01X0.44主肢的截面力学参数为 A0=55.47cm2，Z0=5.05cm，Ix0=1700.99cm4 Iy0=1700.99cm4；bih格构柱截面示意图格构柱的y-y轴截面总惯性矩：厶=4弘+竝〔扌-靳尸格构柱的X-X轴截面总惯性矩：4 =4 4o+A(|-^o)2经过计算得到：Ix=4X[1700.99+55.47X(48/2-5.05)2]=86477.31cm4xIy=4X[1700.99+55.47X(48/2-5.05)2]=86477.31cm42. 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13.80m； I ——格构柱的截面惯性矩，取，Ix=86477.31cm4, Iy=86477.31cm4；A0 ——一个主肢的截面面积，取55.47cm2 经过计算得到几=69.90,几=69.90xy格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:其中b —— 缀板厚度，取b=0.01m。
h 缀板长度，取h=0.44ma1 格构架截面长，取a1=0.48mo经过计算得 i「[(0.012+0.442)/48+5 X 0.482/8]0.5=0.38m ]=13.80/0.38=35.87换算长细比计算公式：经过计算得到几kx=78・56,几ky=78・563. 格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：N駆-[/]其中N ——轴心压力的计算值(kN)；取N=1.35Qkmax=3720.74kN；A——格构柱横截面的毛截面面积，取4X55.47cm2；0——轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；根据换算长细比几0x=78.56,兄°y=78.56W150 满足要求!查《钢结构设计规范》得到於=0.70,0 =0.70x yN/0A=3720739/(0.70X22186.8)=239W310.00 N/mm2X 方向 满足要求!Y 方向满足要求!N/0A=372O739/(O.7OX22186.8)=239W31O.OO N/mm24. 格构分肢的长细比验算： 由于格构形式采用角钢+缀板，分肢选取18号角钢b XdXr=180 X16X 16mm，其回转半径i=35.5mm。
几厂L/i=500/35.5=14.08W0.5X 丸0x=39.28且小于等于40 满足要求！ 十一、剪刀加强撑强度验算根据塔吊说明中水平力Fh=190KN,剪刀加强撑按照桁架受力分析，得出杆件所受 压力 Fmax=235KN1、 杆件受压稳定性验算长细比几=2500/35.5=70.4按照b型截面得出妙=0.681 N/^A=235000/(0.681X5546.7)=62.2W310.00 N/mm2满足要求!2、 焊缝强度验算杆件与格构柱交接处采用围焊的方式，焊缝宽度±16mm,焊缝长度不小于400mm, 焊条采用E50型§ 二N/A=235000/ (4*16*400) =9.18W310.00 N/mm2 满足要求。