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

二. 荷载计算

1. 自重荷载及起重荷载

1) 塔机自重标准值

    Fk1=357.7kN

2) 基础以及覆土自重标准值

    Gk=5×5×1.20×25=750kN

3) 起重荷载标准值

    Fqk=50kN

2. 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) 

   Wk=0.8×1.59×1.95×1.49×0.2=0.74kN/m2

   qsk=1.2×0.74×0.35×1.6=0.50kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

   Fvk=qsk×H=0.50×35.00=17.39kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

   Msk=0.5Fvk×H=0.5×17.39×35.00=304.24kN.m

2) 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=0.35kN/m2) 

   Wk=0.8×1.62×1.95×1.49×0.35=1.32kN/m2

   qsk=1.2×1.32×0.35×1.60=0.kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

   Fvk=qsk×H=0.×35.00=31.00kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

   Msk=0.5Fvk×H=0.5×31.00×35.00=542.46kN.m

3. 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=-356.86+0.9×(733.7+304.24)=577.28kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

   Mk=-356.86+542.46=185.60kN.m

三. 桩竖向力计算

非工作状态下：

   Qk=(Fk+Gk)/n=(357.7+750.00)/4=276.93kN

   Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

       =(357.7+750)/4+Abs(185.60+31.00×1.20)/1.77=402.98kN

   Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L

       =(357.7+750-0)/4-Abs(185.60+31.00×1.20)/1.77=150.87kN

工作状态下：

   Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(357.7+750.00+50)/4=2.43kN

   Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

       =(357.7+750+50)/4+Abs(577.28+17.39×1.20)/1.77=627.84kN

   Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L

       =(357.7+750+50-0)/4-Abs(577.28+17.39×1.20)/1.77=-48.99kN

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×(357.7+50)/4+1.35×(577.28+17.39×1.20)/1.77=594.46kN

最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

       =1.35×(357.7+50)/4-1.35×(577.28+17.39×1.20)/1.77=-319.26kN

非工作状态下：

最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

       =1.35×357.7/4+1.35×(185.60+31.00×1.20)/1.77=290.90kN

最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

       =1.35×357.7/4-1.35×(185.60+31.00×1.20)/1.77=-49.45kN

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)。

由于工作状态下，承台正弯矩最大：

   Mx=My=2×594.46×-0.18=-208.06kN.m

承台最大负弯矩:

   Mx=My=2×-319.26×-0.18=111.74kN.m

3. 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；

      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: 

   αs=-208.06×106/(1.000×16.700×5000.000×11502)=-0.001884

   η=1-(1-2×-0.001884)0.5=-0.001882

   γs=1--0.001882/2=1.000941

    As=-208.06×106/(1.000941×1150.0×360.0)=-502.1mm2

承台底部实际选用钢筋为：钢筋直径22.0mm，钢筋间距为200mm,

承台底部选择钢筋配筋面积为As0 = 3.14×222/4 × Int(5000/200)=9503mm2

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22mm，钢筋间距为200mm，配筋面积为9503mm2

五. 承台剪切计算

最大剪力设计值：    Vmax=594.46kN

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=1.500

     ft──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=1150mm；

     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

   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=1.35×627.84=847.58kN

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0.85

     fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.9N/mm2；

     Aps──桩身截面面积，Aps=94248mm2。

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×Qkmin=-66.13kN

经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=244.943mm2。

由于桩的最小配筋率为0.45%，计算得最小配筋面积为424mm2

综上所述，全部纵向钢筋面积424mm2

实际选用钢筋为：钢筋直径12mm，钢筋根数为4

桩实际配筋面积为As0 = 3.14×122/4 × 4=452mm2

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，Qk=2.43kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=627.84kN

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=1.26m；

     Ap──桩端面积,取Ap=0.13m2；

     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:

最大压力验算:

   Ra=1.26×(2×22+3.85×42+5.25×24+4.65×35+1×54+2×65+2.95×55+2.3×56)+1600×0.13=1419.37kN

由于: Ra = 1419.37 > Qk = 2.43,最大压力验算满足要求!

由于: 1.2Ra = 1703.25 > Qkmax = 627.84,最大压力验算满足要求!

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

偏心竖向力作用下，Qkmin=-48.99kN

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；

     λi──抗拔系数；

Ra=1.26×(0.700×2×22+0.700×3.85×42+0.700×5.25×24+0.700×4.65×35+0.700×1×54+0.700×2×65+0.700×2.95×55+0.700×2.3×56)=882.977kN

   Gp=0.126×(24×25-5.2×10)=68.8kN

由于:  882.98+68.86 >= 48.99，抗拔承载力满足要求!下载本文