单桩基础塔吊基础验算.doc

塔吊桩基础的计算书
一、工程概况
锦绣龙城３、５号楼位于，为框架结构，地上5层，地下0层，建筑总高度10米，建筑总面积100平方米，标准层层高20米，总工期240天。
本工程由投资建设，设计，地质勘查，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

二、参数信息

塔吊型号:QTZ5013
塔吊倾覆力距M=1618kN.m
塔吊起重高度H=75m
塔身宽度B=1.3m
混凝土强度:C35
钢筋级别:III级钢
混凝土的弹性模量 Ec=31500N/mm2
桩直径或方桩边长 d=1.84m
地基土水平抗力系数 m=67.5MN/m4
桩顶面水平力 H0=54.6kN
保护层厚度:50mm

三、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

1. 塔吊自重(包括压重)F1=685.6kN
2. 塔吊最大起重荷载F2=333kN
作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2×(F1+F2)=1222.32kN
塔吊的倾覆力矩 M=1.4×1618=2265.2kN.m

四、桩身最大弯矩计算

计算简图：

1. 按照m法计算桩身最大弯矩：
计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。
(1) 计算桩的水平变形系数(1/m):

其中 m──地基土水平抗力系数,m=67.5；
b0──桩的计算宽度，b0=2.56m。
E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=21105N/mm2；
I──截面惯性矩，I=0.56m4；
经计算得到桩的水平变形系数:
=0.43(1/m)
(2) 计算 Dv:

Dv=54.6 /(=0.43(×2265.2)=0.06
(3) 由 Dv查表得：Km=3.86
(4) 计算 Mmax:

经计算得到桩的最大弯矩值:
Mmax=2265.2×3.86=8743.67kN.m。
由 Dv查表得：最大弯矩深度 z=1.2/0.43=2.79m。

五、桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3.8条。
沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：
(1) 偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：

式中 l0──桩的计算长度，取 l0=5m；
h──截面高度，取 h=1.84m；
h0──截面有效高度，取 h0=1.79m；
1──偏心受压构件的截面曲率修正系数：

解得：1=0.02
A──构件的截面面积，取 A=2.66m2；
2──构件长细比对截面曲率的影响系数,当l0/h<15时,取1.0,否则按下式:

解得：2=1
经计算偏心增大系数 =1。
(2) 偏心受压构件应符合下例规定：

式中 As──全部纵向钢筋的截面面积，取 As=26.05m2；
r──圆形截面的半径，取 r=0.92m；
rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取 rs=0.87m；
e0──轴向压力对截面重心的偏心矩，取 e0=1.59m；
ea──附加偏心矩，取 ea=0.061m；
──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，取 =0.46；
t──中断纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当>0.625时，取 t=0：

取：t =0.33；
由上两式计算结果：只需构造配筋！
六、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=176.88kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

其中 Quk──最大极限承载力标准值；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；
Qpk──单桩总极限端阻力标准值；
qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=5.78m；
Ap──桩端面积,取Ap=2.66m2；
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
土厚度(m)
土侧阻力标准值(kPa)
土端阻力标准值(kPa)
土名称
1
3
120
0
粘性土或粉土
2
2.7
120
4250
砂石或碎石类土

由于桩的入土深度为5m,所以桩端是在第2层土层。
最大压力验算:
R=5.78×(3×120×1+2×120×0.758)+0.758×4250×2.66=11701.49N
结论：上式计算的R的值大于最大压力1222.32kN,所以满足要求!