温州大厦工程桩基础及格构柱计算书
一、工程概况
温州大厦工程位于天津市塘沽区响螺湾中心商务区横福路与众安路交叉口，东临并滨海路。占地面积约16000m2。地块南北向长约87m，东西向长约202m。
本工程地下三层，埋深15.2m；地上三十层，分为两个塔楼，其中20#地块为30层酒店，总建筑高度120m；21＃地块为24层写字楼，总建筑高度为100m。总建筑面积：地上约105000m2，地下约43500m2，基本柱网为8.8m、×8.8m、9m×9m，主体为框剪结构。本工程选用一台QTZ80D和一台QTZ63E两台塔吊。塔吊基础的计算按QTZ80D进行验算。
二、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:QTZ80D， 塔吊起升高度H=140.000m，
塔吊倾覆力矩M=1617kN.m， 混凝土强度等级:C35，
塔身宽度B=1.6m， 自重F1=744.8kN，
格构柱自重F2=356.1KN 最大起重荷载F3=80kN
桩钢筋级别:II级钢， 桩直径=0.850m， 桩间
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a=1.6m，
三、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括压重）F1=744.80kN，
格构柱自重F2=356.1KN
塔吊最大起重荷载F3=80.00kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2+F3)=1417.08kN，塔吊的倾覆力矩M=1.4×1617.00=2263.8kN。
四、单桩桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条。
其中 n──单桩个数，n=4；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1417.08kN；
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距
G──桩基承台的自重
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc）
=1.2×(25×5.50×5.50×0.50)=453.75kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1120.00kN.m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2×21/2=1.13m；
N──单桩桩顶竖向力设计值(kN)；
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，
最大压力：N=(1417.08+453.75)/4+2263.8×1.13/(2×1.132)=1469.39kN。最小压力：N=(1417.08+453.75)/4-1120.00×1.13/(2×1.132)=-533.97kN。需验算桩的抗拔
五、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第4.1.1条。
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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=1469.39kN；
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
A──桩的截面面积，A=5.67×105mm2。
则，1.00×1469390=1.47×106N≤16.70×5.67×105=9.48×106N；
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,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》(JGJ94-2008)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=1469.39kN；
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
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最大压力:
其中 R──最大极限承载力；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk──单桩总极限端阻力标准值:
ηs, ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数， γs, νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，
qsk──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=2.670m；
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Ap──桩端面积,取Ap=0.567m2；
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) 1 2.13 2 3.60 3 4.90 4 2.60 5 3.10 6 3.10 7 2.57 8 1.50 土侧阻力标准值(kPa) 16.00 38.00 40.00 46.00 54.00 62.00 .00 55.00 土端阻力标准值(kPa) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 土名称
粘性土
粘性土
粘性土
粘性土
粉土和砂土 粉土和砂土 粉土和砂土 粉土和砂土 6
9 2.90 .00 900.00 粉土和砂土
由于桩的入土深度为25.00m,所以桩端是在第9层土层。
最大压力验算:
R=2.67×(2.13×16.00×0.80+3.60×38.00×0.80+4.90×40.00×0.80+2.60×46.00×0.80+3.10×54.00×1.20+3.10×62.00×1.20+2.57×.00×1.20+1.50×55.00×1.20+1.50×.00×1.20)/1.65+1.27×900.00×0.567/1.65=2.39×103kN
上式计算的R的值大于最大压力1469.39kN,所以满足要求!
七、桩基础抗拔验算
单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
其中：Uk──桩基抗拔极限承载力标准值；
ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142 ×0.85=2.67m；
qski ──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；
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λi ──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；
li──第i层土层的厚度。
经过计算得到Uk=π×0.85×（2.13×16+3.6×38+4.9×40+2.6×46+3.1×54+3.1×62+2.57×+1.5×55+1.5×）×0.8=2540.17kN>Nmin=533.97kN
桩抗拔满足要求。
八、钢管混凝土格构柱验算
1、已知条件：
劲性钢结构塔身采用Ф630×12钢管；水平及垂直支撑采用Ф133×6钢管；柱中心距为1.6m；总高H=9850mm；采用Q235b钢。
一根圆钢管混凝土柱肢的横截面面积 ASC=πD2/4=π6302/4=3.117×105mm2
一根圆钢管混凝土柱肢的截面惯性矩 ISC=πD4/=7.733×109mm4
格构柱y-y方向的截面惯性矩
m
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Iy=Σ(ISC+a2ASC)=4(7.733×109+8002×3.117×105)=8.298×1011 mm4
i=1
格构式柱截面总面积 ΣASC=4ASC=1.247×106 mm2
构件长细比λy=lOy/(Iy/ΣASC)1/2 =9850/（8.298×1011/1.247×106）1/2=12.1
2、按规程DBJ13-51-2003验算：
（1）、单肢验算：
对称四肢柱，只需验算轴力最大的柱肢，D=630mm;t=12mm；C30混凝土；
Q235钢。
λ1=4L/D=4×2000/630=12.7 AC=π(630-24)2/4=288426mm2
AS=ASC-AC=23274 mm2 α=AS/AC=0.081
由《钢结构设计规范》GB50017-2003和《混凝土结构设计规范》GB50010-2002，可得f=215N/ mm2 fc=14.3N/ mm2
则：ξ0=αf/ fc=1.218
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fSC=(1.14+1.02ξ0) fc=34.07N/ mm2
由规程DBJ13-51-2003中表A-1，可得稳定系数φ=0.9925
R=φfSC ASC=0.9925×34.07×3.117×105×10-3=10540KN
轴力和弯矩按各柱肢的面积分配，则可得外肢压力
Sd=1870.83/4+2263.8/1.6×2=1175.1KN
S0=γ0Sd=1×1175.1=1175.1KN（2）、腹杆验算：V=ΣASC×fSC/85=1.247×106×34.07×10-3=499.8KN
Vmax=1469.39-453.75/4=1355.95KN
腹杆轴力 N=(1355.95/4)×(1.87/1.6)=396.19KN
腹杆：D=133mm t=6mm Q235b钢
则：AS=π×127×6=2393.9 mm2 IS=πD4/=15359478 mm4
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i=(IS/AS)1/2=80.1mm λ=l/i=1870/80.1=23.3
由《钢结构设计规范》GB50017-2003中附录C，可得稳定系数φ=0.9754
则：N/φAS=396.19×103/0.9754×2393.9=169.67N/ mm2 <215N/ mm2
满足要求！
（3）、验算格构柱平面内的整体稳定承载力：
格构柱整体含钢率α=0.081
由规程DBJ13-51-2003中表4.0.6-1，可得组合轴压弹性模量ESC=37660.2N/ mm2
ξ0=αf/ fc=1.218 fSC=34.07N/ mm2 AW=π(133-6)×6=2394 mm2
格构柱换算长细比：
λ0y=(λy+135AS/AW)1/2=(12.12+135×23274/2394)1/2=38.2
验算公式：（N/φASCfSC）+[βmM/WSC(1-ΦN/NE)]≤1
由规程DBJ13-51-2003中表A-1，可得稳定系数φ=0.04
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NE=π2ESCASC/λ2=（π2×37660.2×3.117×105/412）×10-3=621KN
取N=1870.83KN M=2263.8KNm βm=1.0
格构柱近似截面抵抗矩WSC=(17334-14694)/6×1733=41.96×107mm3
则：（1870.83×103/0.04×34.07×1.247×106）+[1×2263.8×106/(1-0.04×1870.83/621) ×34.07×41.96×107]=0.167<1。 满足要求！
九、环保、安全措施
1、使用电动工具前检查安全装置是否完好，运转是否正常，有无漏电保护，严格按操作规程作业。
2、电焊机上应设防雨、雪盖，下设防潮垫，一、二次电源接头处要有防护装置，二次线使用接线柱，且长度不超过30m，一次电源采用橡胶套电缆或穿塑料软管，长度不大于3m，焊把线必须采用铜芯橡皮绝缘导线。
3、配电箱、开关箱应装设在干燥、通风及常温场所，不得装设在易受外来固体物撞击、强烈震动、液体浸溅及热源烘烤的场所。
4、开关箱必须实行“一箱一机一闸一漏”制，熔丝不得用其它金属代替，且开关箱上锁编号，有专人负责。
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