格构柱塔吊计算书汇总
QTZ80A（5512）塔机。基础
4根直径800mm、长30m的钻孔灌注桩。桩中心距为2.4m，灌注桩上为460mmx460mm
钢格构柱顶4000x4000x1350mm混凝土承台。每根钻孔灌注桩内配8根直径
的HRB400级钢筋作为主筋，箍筋为加密区υ8@100、非加密区υ8@200。格构柱
Q235B，焊条均采用E43系列。
水下C30
C35 保护层厚度 50mm
4m 承台厚度 1.35m
HRB400 灌注桩直径 0.8m
HRB400 灌注桩箍筋级别 HPB300
2.4m 桩长 30m
460mmx460mm 单肢型号 4个L140x12
400mmx300mmx12mm@700 剪刀撑、水平支撑型号 L140x12
=4*4*1.35*25=540kN
Fh M1 M2 Mk
72 1242 0 348
QTZ80A自升塔式起重机使用说明书》，本计算书应与之配套使用。
Fv为垂直力（KN），Fh为水平力（KN），M为倾覆力矩（KN.m），Mk为扭矩（KN.m）。
791KN
-265KN
Qmax为最大桩顶反力，Qmin为最小桩顶反力（负值为上拔力），单位KN，均根据后续计算结果摘录。
1242+（1.05+6.6）*72=1793KNm
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《塔式起重机安全规程》GB5144-2006
《起重机械安全规程》GB6067-2010
《建筑工程安全生产管理条例》国务院令 第393号
《塔式起重机操作使用规程》JG/T100-1999
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2011
《起重机械用钢丝绳检验和报废使用规范》GB5972-2006
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
工程相关土建设计图纸。
:
四桩
bb
2Sc
YSc12Sc1Schcbc34SaHMyF+Ghc2Vx1a
承台类型： 四桩承台，方桩边长 d ＝ 460mm
桩列间距 Sa ＝ 4000mm，桩行间距 Sb ＝ 4000mm，承台边缘至桩中心距离 Sc ＝ 800mm
承台根部高度 H ＝ 1350mm，承台端部高度 h ＝ 1350mm
承台相对于外荷载坐标轴的旋转角度
＝ 45°
柱截面高度 hc ＝ 1600mm （X 方向），柱截面宽度 bc ＝ 1600mm （Y 方向）
单桩竖向承载力特征值 Ra ＝ 1250kN
桩中心最小间距为2.4m，3d （d -- 圆桩直径或方桩边长）
混凝土强度等级为 C35， fc ＝ 16.72N/mm， ft ＝ 1.575N/mm
钢筋强度设计值 fy ＝ 360N/mm，纵筋合力点至截面近边的距离 as ＝ 110mm
纵筋的最小配筋率
＝ 0.15%
荷载效应的综合分项系数
＝ 1.35； 永久荷载的分项系数 γG ＝ 1.35
基础混凝土的容重
＝ 25kN/m； 基础顶面以上土的重度 γs ＝ 18kN/m，
顶面上覆土厚度 ds ＝ 0m
承台上的竖向附加荷载标准值 Fk' ＝ 0.0kN
设计时执行的规范：
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2012） 以下简称 基础规范
《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010） 以下简称 混凝土规范
《钢筋混凝土承台设计规程》（CECS 88：97） 以
下简称 承台规程
二、控制内力：
相应于荷载效应标准组合时，柱底轴向力值（kN）；
相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的竖向力值（kN）；
＝ Nk + Fk'
、Vyk -- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的剪力值（kN）；
、Myk'-- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的弯矩值（kN2m）；
、Myk --- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯矩值（kN2m）；
＝ (Mxk' - Vyk * H) * Cos
＝ (Myk' + Vxk * H) * Cos
- (Mxk' - Vyk * H) * Sinα
、Mx、My -- 相应于荷载效应基本组合时，竖向力、弯矩设计值（kN、kN2m）；
＝
、 Mx ＝ γz * Mxk、 My ＝ γz * Myk
＝ 511； Mxk'＝ 0； Myk'＝ 1793； Vxk ＝ 72； Vyk ＝ 0
＝ 511； Mxk ＝ 1268； Myk ＝ 1268
＝ 639； Mx ＝ 1585； My ＝ 1585
三、承台自重和承台上土自重标准值 Gk：
＝ 2Sc + Sa ＝ 2*800+2400 ＝ 4000mm
＝ 2Sc + Sb ＝ 2*800+2400 ＝ 4000mm
承台底部底面积 Ab ＝ a * b ＝ 4*4 ＝ 16m
承台体积 Vc ＝ Ab * H ＝ 16*1.35 ＝21.6m
承台自重标准值 Gk" ＝
c * Vc ＝ 25*21.6 ＝ 540kN
承台上的土重标准值 Gk' ＝
s * (Ab - bc * hc) * ds ＝ 18*(25-2*2)*0 ＝ 0.0kN
承台自重及其上土自重标准值 Gk ＝ Gk" + Gk' ＝ 540+0 ＝540kN
四、承台验算：
、承台受弯计算：
、单桩桩顶竖向力计算：
在轴心竖向力作用下
＝ (Fk + Gk) / n （基础规范 8.5.3-1）
＝ (511+540)/4 ＝ 263kN ≤ Ra ＝ 1250kN
在偏心竖向力作用下
＝ (Fk + Gk) / n ± Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 ± Myk * Xi / ∑Xi ^ 2
（基础规范 8.5.3-2）
＝ (Fk + Gk) / n + Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 - Myk * Xi / ∑Xi ^ 2
＝ 263+(1268*2.4/2)/(2.4^2)- (1268*2.4/2)/(2.4^2)
＝ 263kN ≤ 1.2Ra ＝ 1500kN
＝ (Fk + Gk) / n + Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 + Myk * Xi / ∑Xi ^ 2
＝ 263+(1268*2.4/2)/(2.4^2) + (1268*2.4/2)/(2.4^2)
＝ 791kN ≤ 1.2Ra ＝ 1500kN
＝ (Fk + Gk) / n - Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 - Myk * Xi / ∑Xi ^ 2
＝ 263-(1268*2.4/2)/(2.4^2)- (1268*2.4/2)/(2.4^2)
＝ -265kN ≤ 1.2Ra ＝ 1500kN
＝ (Fk + Gk) / n - Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 + Myk * Xi / ∑Xi ^ 2
＝ 263-(1268*2.4/2)/(2.4^2)+ (1268*2.4/2)/(2.4^2)
＝ 263kN ≤ 1.2Ra ＝ 1500kN
每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值 Qgk：
＝ Gk / n ＝ 540/4 ＝ 135kN
扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：
＝
- Qgk)
＝ 1.35*(263-135) ＝ 172.8kN
＝ 1.35*(791-135) ＝ 885.6kN
＝ 1.35*(-265-135) ＝ -540kN
＝ 1.35*(263-135) ＝ 172.8kN
、X 轴方向柱边的弯矩设计值：（绕 X 轴）
柱上边缘 MxctU ＝ (N3 + N4) * (Sb - bc) / 2
＝ (-540+172.8)*(2.4-0.8)/2 ＝ -293.8kN2m
柱下边缘 MxctD ＝ (N1 + N2) * (Sb - bc) / 2
＝ (172.8+885.6)*(2.4-0.8)/2 ＝ 846.7kN2m
＝ Max{MxctU, MxctD} ＝ 846.7kN2
m
②号筋 Asy ＝ 2090mm
＝ 0.008 ρ ＝ 0.05%
＝ 0.15% As,min ＝ 8100mm 26Φ20@150 （As ＝ 8164）
、Y 轴方向柱边的弯矩设计值：（绕 Y 轴）
柱左边缘 MyctL ＝ (N1 + N3) * (Sa - hc) / 2
＝ (172.8-540)*(2.4-1.6)/2 ＝ -146.9kN2m
柱右边缘 MyctR ＝ (N2 + N4) * (Sa - hc) / 2
＝ (885.6+172.8)*(2.4-1.6)/2 ＝ 423.4kN2m
＝ Max{MyctL, MyctR} ＝ 423.4kN2m
号筋 Asx ＝ 1045mm
＝ 0.008 ρ ＝ 0.04%
＝ 0.15% As,min ＝ 8100mm 26Φ20@150 （As ＝ 8164）
、承台受冲切承载力计算：
、柱对承台的冲切计算：
扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值：
＝ 660150N
柱对承台的冲切，可按下列公式计算：
≤ 2 * [
（基础规范 8.5.17-1）
方向上自柱边到最近桩边的水平距离：
＝ 1350 - 0.5hc - 0.5d ＝ 1350-1600/2-460/2 ＝ 320mm
＝ aox / ho ＝ 320/(1350-110) ＝ 0.298
方向上冲切系数
＝ 0.84 / (λox + 0.2) （基础规范 8.5.17-3）
＝ 0.84/(0.298+0.2) ＝ 1.685
方向上自柱边到最近桩边的水平距离：
＝ 1350 - 0.5bc - 0.5d ＝ 1350-1600/2-460/2 ＝ 330mm
＝ aoy / ho ＝ 330/(1350-110) ＝ 0.298
方向上冲切系数
＝ 0.84 / (λoy + 0.2) （基础规范 8.5.17-4）
＝ 0.84/(0.298+0.2) ＝ 1.685
＝ 2*[1.685*(1600+370)+1.685*(1600+370)]*0.954*1.575*1240
＝ 24742936N ≥ Fl ＝ 660150N，满足要求。
、角桩对承台的冲切计算：
扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：
＝ Nmax ＝ 1179072N
承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算：
≤ [
1x * (c2 + a1y / 2) + β1y * (c1 + a1x / 2)] * βhp * ft * ho
（基础规范 8.5.17-5）
方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：
＝ 1350 - 0.5hc - 0.5d ＝ 1350-1600/2-460/2 ＝ 320mm
＝ a1x / ho ＝ 320/(1350-110) ＝ 0.298
方向上角桩冲切系数
＝ 0.56 / (λ1x + 0.2) （基础规范 8.5.17-6）
＝ 0.56/(0.298+0.2) ＝ 1.124
方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：
＝ 1350 - 0.5bc - 0.5d ＝ 1350-1600/2-460/2 ＝ 320mm
1y ＝ a1y / ho ＝ 320/(1350-110) ＝ 0.298
方向上角桩冲切系数
1y ＝ 0.56 / (λ1y + 0.2) （基础规范 8.5.17-7）
＝ 0.56/(0.298+0.2) ＝ 1.124
桩内边缘到承台外边缘的水平距离：
＝ c2 ＝ Sc + 0.5d ＝ 700+460/2 ＝ 930mm
1x * (c2 + a1y / 2) + β1y * (c1 + a1x / 2)] * βhp * ft * ho
＝ [1.124*(930+320/2)+1.124*(930+320/2)]*0.954*1.575*1240
＝ 4249421N ≥ 1.1Nl ＝ 1296979N，满足要求。
、承台斜截面受剪承载力计算：
、X方向斜截面受剪承载力计算：
扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面的最大剪力设计值：
＝ Max{N1 + N2, N3 + N4} ＝ 1344110N
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算：
≤
bxo * ho （基础
规范 8.5.18-1）
方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：
＝ 1350 - 0.5bc - 0.5d ＝ 1350-1600/2-460/2 ＝ 320mm
＝ ay / ho ＝ 320/(1350-110) ＝ 0.298
当
时，取 λy ＝ 0.3
＝ 1.75 / (λy + 1.0) ＝ 1.75/(0.3+1.0) ＝ 1.346
* ft * bxo * ho ＝ 0.896*1.346*1.575*4000*1240 ＝ 9422367N
≥ Vx ＝ 1344110N，满足要求。
、Y方向斜截面受剪承载力计算：
扣除承台及其上填土自重后 Y 方向斜截面的最大剪力设计值：
＝ Max{N1 + N3, N2 + N4} ＝ 1344110N
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算：
≤
（基础规范 8.5.18-1）
方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：
＝ 1350 - 0.5hc - 0.5d ＝ 1350-1600/2-480/2 ＝ 320mm
＝ ax / ho ＝ 320/(1350-110) ＝ 0.298
当
时，取 λx ＝ 0.3
＝ 1.75 / (λx + 1.0) ＝ 1.75/(0.3+1.0) ＝ 1.346
＝ 0.896*1.346*1.575*4000*1240 ＝ 9422367N
≥ Vy ＝ 1344110N，满足要求。
、柱下局部受压承载力计算：
局部荷载设计值 F ＝ 660150N
混凝土局部受压面积 Al ＝ bc * hc ＝ 2560000mm
承台在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算：
＝ (bx + 2 * c) * (by + 2 * c)
＝ Min{Cx, Cy, bx, by} ＝ Min{1200,1200,1600,1600} ＝ 1200mm
＝ (1600+2*1200)*(1600+2*1200) ＝ 16000000mm
＝ Sqr(Ab / Al) ＝ Sqr(16000000/2560000) ＝ 2.5
＝ 1.0*2.5*0.85*16.72*2560000 ＝ 90956796N
≥ F ＝ 660150N，满足要求。
、桩局部受压承载力计算：
局部荷载设计值 F ＝ Nmax +
＝ 1179.1+1.35*135 ＝ 1361.3kN
混凝土局部受压面积 Al ＝ d ^ 2 ＝ 211600mm
承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算：
＝ (d + 2 * c) ^ 2
＝ Min{Cx, Cy, d} ＝ Min{320,320,460} ＝ 320mm
＝ (460+2*320)^2 ＝ 1440000mm
＝ Sqr(Ab / Al) ＝ Sqr(1440000/211600) ＝ 2.609
＝ 1.0*2.609*0.85*16.72*211600 ＝ 7845024N
≥ F ＝ 1361322N，满足要求。
0.000相当于绝对标高4.300，桩顶标高为相对标高-6.600。主体结构设计采
600mm的钻孔灌注桩，桩长：抗压为30m（单桩抗压承载力特征值1250KN），
25m（单桩抗拔承载力特征值780KN）。为与主体结构桩基匹配，采用直径800mm
桩长30m，单桩抗压承载力特征值为1250KN，单桩抗拔承载力特征值
780KN。
，大于最大压力标准值791KN，满足要求。
’=936KN，大于最大上拔力265KN，满足要求。
=265*1.35/(8*380)=118Mpa<360Mpa，满足要求。
Rh：ZH-1
、基本资料：
桩类型：桩身配筋率
≥0.65%的灌注桩 桩顶约束情况：铰接、自由
截面类型：圆形截面 桩身直径 d ＝ 800mm
混凝土强度等级 C35 Ft ＝ 1.65N/mm Ec ＝ 31500N/mm
桩身纵筋 As ＝ 3040mm 净保护层厚度 c ＝ 50mm
钢筋弹性模量 Es ＝ 200000N/mm
桩入土深度 h ＝ 21.000m
桩侧土水平抗力系数的比例系数 m ＝ 14MN/m4
桩顶容
许水平位移
＝ 10mm
设计时执行的规范：
《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008） 以下简称 桩基规范
、单桩水平承载力设计值计算：
、桩身配筋率
：
＝ As / (π * d ^ 2 / 4) ＝ 30340/(π*800^2/4) ＝ 0.76%
、桩身换算截面受拉边缘的表面模量 Wo：
扣除保护层的桩直径 do ＝ d - 2 * c ＝ 800-2*50 ＝ 700mm
钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值
＝ Es / Ec ＝ 200000/31500 ＝ 6.349
＝
* d / 32 * [d ^ 2 + 2 * (αE - 1) * ρg * do ^ 2]
＝
-1)*0.76%*0.700^2] ＝ 0.053m
、桩身抗弯刚度 EI：
桩身换算截面惯性距 Io ＝ Wo * d / 2 ＝ 0.053*0.800/2 ＝ 0.0214m4
对于钢筋混凝土桩，EI ＝ 0.85 * Ec * Io
＝ 0.85*31500*1000*0.0214 ＝ 571678.951kN/m
、桩的水平变形系数
按下式确定：
＝ (m * bo / EI) ^ 1 / 5 （桩基规范5.4.5）
对于圆形桩，当直径 d ≤ 1m 时，bo ＝ 0.9 * (1.5 * d + 0.5)
＝ 0.8*(1.5*0.800+0.5) ＝ 1.530m
＝ (14000*1.530/571678.951)^1/5 ＝ 0.5185（1/m）
、桩顶水平位移系数
：
桩的换算埋深
＝ 0.5185*22.000 ＝ 11.407
查桩基规范表5.4.2得：
＝ 2.441
、单桩水平承载力设计值 Rh：
对于桩身配筋率
≥0.65%的灌注桩，可按下列公式计算单桩水平承载力设计值 Rh：
＝
3 * E * I / νx * χoa （桩基规范5.4.2-2）
＝ 0.518^3*571678.951/2.441*0.010 ＝ 326.4kN
=348/（4*1.2*1.414）＋72/4=70KN<326.4KN，满足要求。
（依据《钢结构设计规范》GB50017-2003）
格构柱截面的力学特性参数
1）格构柱的截面参数：
0.46mx0.46m，a1=b1=460mm
4根14号角钢bxd=140x12mm
400x 300x12钢板@700
2.4m
L40x12等边角钢作为水平支撑和斜撑。
2）主肢的截面力学特性参数：
Ao=3251mm2
zo=39mm
:Ixo=Iyo=6037000mm4, ,i1=27.7mm（对1-1轴回转半径）。
3）格构柱长细比计算
2]=4x[6037000+3251x(460/2-39)2]=
498546924mm4，
ix=iy=（I/A）0.5=（498546924/3251/4）0.5=195.8mm
6.3m
x=λy=（6300+700+2500）/195.8=48.5
=700-300=400mm
=400/27.7=14.4
λox=λoy=(λx2+λ
2)0.5=(48.52+14.42)0.5=50.6
按轴心受压格构柱验算整体稳定
=N/(υA)<=f
N=1.35x791=1068KN，f=215MPa
b类截面，λ（fy/235）0.5=50.6，查表C-2得：υ=0.828
=N/(υA)= 1068000/（0.828x4x3251）=100MPa
格构柱局部稳定验算
λ)（235/fy）0.5=(10+0.1x50.6)（235/235）0.5=15.06>10
格构柱受剪验算
70KN。格构柱也承担了相同的剪力。
5.1.6条，格构柱构造应可承受：
（fy/235）0.5/85=4x3251x215x（235/235）0.5/85=33KN的剪力，不起控制作用。
τ=70000*1.35/（4x3251）=7.3MPa
σ=(1002+3x7.32)0.5=100.8MPa
400x300x12@700
V=Af（fy/235）0.5/85=4x3251x215x（235/235）0.5/85=33KN
＝12x3002/6=180000mm3
=5800000*1.35/180000=43.5MPa
=30200*1.35/(12*300)=11.3MPa
=(43.52+3x11.32)0.5=47.7MPa
τ＝30200*1.35/(300*0.7*8)=24.3MPa<160MPa，安全。
斜撑验算
1）截面参数
Ao=3251mm2
zo=39mm
:Ixo=Iyo=6037000mm4, ,i1=27.7mm（对1-1轴回转半径）。
2）单个斜撑轴力（与水平面角度约为45度）
斜撑内力标准值=［348/（4*1.2）+72/2］cos45。=153.5KN
3）稳定验算
=2900mm
y=2900/27.7=104.7<受压杆件长细比限值150, b类截面，υ=0.525
=N/（υA）=153500*1.35/（0.525*3251）=121.4MPa<（0.6+0.0015r）f=
0.6+0.0015*104.7）*215MPa＝162.8MPa，安全。
4）焊缝验算
:
hf=8mm，τ=153500*1.35/（0.7x8x300）=123.3MPa
8mm围焊施工。
格构柱受拉时强度验算
N=1.35x265=358KN。
=358000/（4x3251）=27.5MPa
8根直径20mm的HRB400级钢筋，fy=360MPa。
N=265KN。
=265000*1.35/（8x314）=143MPa
，为安全取200mm。