塔吊基础计算方案.docx

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塔吊基础计算方案

塔式起重机基础计算方案书

工程名称：

施工单位：

编制人：

日期：

目录

一、编制依据1

二、塔机属性1

三、塔机荷载2

四、基础验算4

五、基础配筋验算7

一、

编制依据

1、工程施工图纸及现场概况

2、塔机使用说明书

3、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009》

4、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010

5、《塔式起重机设计规范》GB13752-92

6、《混凝土结构设计规范GB50010-2010》

7、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

8、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

9、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）

二、塔机属性

塔机型号

QTZ40

塔身桁架结构

型钢

桁架结构宽度B

1.5m

塔机独立状态的计算高度H

28m

三、塔机荷载

（一）塔机自身荷载标准值

塔身自重G0

109kN

起重臂自重G1

29.8kN

起重臂重心至塔身中心距离RG1

20.7m

小车和吊钩自重G2

3.1kN

最大起重荷载Qmax

40kN

最大起重荷载至塔身中心最大距离RQmax

12.44m

最小起重荷载Qmin

9kN

最大吊物幅度RQmin

48m

最大起重力矩M2

490kN·m

平衡臂自重G3

20.7kN

平衡臂重心至塔身中心距离RG3

6.5m

平衡块自重G4

82.5kN

平衡块重心至塔身中心距离RG4

10.72m

（二）风荷载标准值

工程所在地

内蒙古集宁市

基本风压ω0（kN/m2）

工作状态

0.2

非工作状态

0.6

塔帽形状和变幅方式

锥形塔帽，小车变幅

地面粗糙度

B类　田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区

风振系数βz

工作状态

1.59

非工作状态

1.67

风压等效高度变化系数μz

1.2

风荷载体型系数μs

工作状态

1.95

非工作状态

1.95

风向系数α

1.2

塔身前后片桁架的平均充实率α0

0.35

风荷载标准值ωk

ωk=0.8βzμsμzω0

工作状态

0.8×1.2×1.59×1.95×1.2×0.2=0.71kN/m2

非工作状态

0.8×1.2×1.67×1.95×1.2×0.6=2.25kN/m2

（三）塔机传递至基础荷载标准值

工作状态

塔机自重标准值Fk1

109+29.8+3.1+20.7+82.5=245.1kN

起重荷载标准值Fqk

40KN

竖向荷载标准值Fk

245.1+40=285.10kN

水平荷载标准值Fvk

0.71×0.35×1.5×28=10.44kN

倾覆力矩标准值Mk

29.8×20.7+3.1×12.44-20.7×6.5-82.5×10.72+0.9×（490+0.5×10.44×28）=209.02kN·m

非工作状态

竖向荷载标准值Fk'

245.1kN

水平荷载标准值Fvk'

2.25×0.35×1.5×28=33.08kN

倾覆力矩标准值Mk'

29.8×20.7-20.7×6.5-82.5×10.72+0.5×33.08×28=61.03kN·m

（四）塔机传递至基础荷载设计值

工作状态

塔机自重设计值F1

1.2Fk1=1.2×245.1=294.12kN

起重荷载设计值Fq

1.4Fqk=1.4×40=56.00kN

竖向荷载设计值F

294.12+56.00=350.12kN

水平荷载设计值Fv

1.4Fvk=1.4×10.44=14.62kN

倾覆力矩设计值M

1.2×（29.8×20.7+3.1×12.44-20.7×6.5-82.5×10.72）+1.4×0.9×（490+0.5×10.44×28）=365.33kN·m

非工作状态

竖向荷载设计值F'

1.2Fk'=1.2×245.1=294.12kN

水平荷载设计值Fv'

1.4Fvk'=1.4×33.08=46.31kN

倾覆力矩设计值M'

1.2×（29.8×20.7-20.7×6.5-82.5×10.72）+1.4×0.5×33.08×28=165.86kN·m

四、基础验算

基础参数

承台梁长b

8m

承台梁宽l

1.6m

加腋部分宽度a

1m

基础高度h

1.25m

基础混凝土强度等级

C30

基础混凝土自重γc

25kN/m3

混凝土保护层厚度δ

40mm

基础上部覆土厚度h’

0m

基础上部覆土的重度γ’

19kN/m3

地基参数

地基承载力特征值fak

160kPa

基础宽度的地基承载力修正系数ηb

0.3

基础埋深的地基承载力修正系数ηd

1.6

基础底面以下的土的重度γ

20kN/m3

基础底面以上土的加权平均重度γm

19.3kN/m3

基础埋置深度d

1.5m

修正后的地基承载力特征值fa

190.88kPa

地基变形

基础倾斜方向一端

沉降量S1

mm

基础倾斜方向另一端

沉降量S2

mm

基础倾斜方向的

基底宽度b'

mm

基础底面积：

A=2bl-l2+2a2=2×8×1.6-1.62+2×12=25.04m2

基础中一条形基础底面积：

A0=bl+2（a+l）a=8×1.6+2×（1+1.6）×1=18m2

基础及其上土的自重荷载标准值：

Gk=25.04×1.25×25=782.5kN

基础及其上土的自重荷载设计值：

G=1.2×782.5=939kN

1、偏心距验算

条形基础的竖向荷载标准值：

Fk''=（Fk+Gk）A0/A=（285.10+782.5）×18/25.04=767.44kN

F''=（F+G）A0/A=（350.12+939）×18/25.04=926.68kN

e=（Mk+FVk·h）/Fk''=（209.02+10.44×1.25）/767.44=0.29m

满足要求

2、基础偏心荷载作用应力

（1）、荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值

e=0.29m

I=lb3/12+2×al3/12+4×[a4/36+a2/2（a/3+l/2）2]

=1.6×83/12+2×1×1.63/12+4×[14/36+12/2×（1/3+1.6/2）2]=71.63

基础底面抵抗矩：

W=I/（b/2）=71.63/（8/2）=17.91m3

Pkmin=Fk''/A0-（Mk+FVk·h）/W=767.44/18-（209.02+10.44×1.25）/17.91=30.24kPa

Pkmax=Fk''/A0+（Mk+FVk·h）/W=767.44/18+（209.02+10.44×1.25）/17.91=55.03kPa

（2）、荷载效应基本组合时，基础底面边缘压力值

Pmin=F''/A0-（M+FV·h）/W=926.68/18-（365.33+14.62×1.25）/17.91=30.06kPa

Pmax=F''/A0+（M+FV·h）/W=926.68/18+（365.33+14.62×1.25）/17.91=72.9kPa

3、基础轴心荷载作用应力

Pk=（Fk+Gk）/A=（285.10+782.5）/25.04=42.64kN/m2

4、基础底面压力验算

（1）、修正后地基承载力特征值

fa=fak+ηdγm（d-0.5）

=160+1.6×19.3×（1.5-0.5）=190.88kPa

（2）、轴心作用时地基承载力验算

Pk=42.64kPa

满足要求！

（3）、偏心作用时地基承载力验算

Pkmax=55.03kPa<1.2fa=1.2×190.88=229.06kPa

满足要求！

5、基础抗剪验算

基础有效高度：

h0=h-δ-D/2=1250-40-25/2=1198mm

塔身边缘至基础底边缘最大反力处距离：

a1=（b-1.414B）/2=（8-1.414×1.5）/2=2.94m

塔身边缘处基础底面地基反力标准值：

Pk1=Pkmax-a1（Pkmax-Pkmin）/b=55.03-2.94×（55.03-30.24）/8=45.92kPa

基础自重在基础底面产生的压力标准值：

PkG=Gk/A=782.5/25.04=31.25kPa

基础底平均压力设计值：

P=γ（（Pkmax+Pk1）/2-PkG）=1.35×（（55.03+45.92）/2-31.25）=25.95kPa

基础所受剪力：

V=pa1l=25.95×2.94×1.6=122.07kN

h0/l=1198/1600=0.75<4

0.25βcfclh0=0.25×1×14.3×1600×1198/1000=6852.56kN>V=122.07kN

满足要求！

6、地基变形验算

倾斜率：

tanθ=|S1-S2|/b'=|46-50|/5000=0.0008<0.001

满足要求！

五、基础配筋验算

基础底部配筋：

HRB4008Φ25基础上部配筋：

HRB4008Φ22

基础腰筋配筋：

HPB3008Φ16基础箍筋配筋：

HPB300Φ12@200，4肢

1、基础弯距计算

基础底均布荷载设计值：

q1=pl=25.95×1.6=41.52kN/m

塔吊边缘弯矩：

M=q1a12/2=41.52×2.942/2=179.44kN·m

2、基础配筋计算

（1）、基础梁底部配筋

αS1=M/（α1fclh02）=179.44×106/（1×14.3×1600×11982）=0.005

ζ1=1-

=0.005

γS1=1-ζ1/2=1-0.005/2=0.998

AS1=M/（γS1h0fy1）=179.44×106/（0.998×1198×360）=417mm2

最小配筋率：

ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.43/360）=max（0.2,0.18）=0.2%

最小配筋面积Amin=ρlh0=0.2×1600.0×1198=3834mm2

取两者大值，A1=3834mm2

基础底长向实际配筋：

As1'=3925mm2>A1=3834mm2

满足要求！

（2）、基础梁上部配筋

基础梁上部实际配筋：

As2'=3040mm2'>0.5As1=1962.50mm2

满足要求！

（3）、基础梁腰筋配筋

梁腰筋按照构造配筋HPB3008Φ16

（4）、基础梁箍筋配筋

箍筋抗剪

截面高度影响系数：

βh=（800/h0）0.25=（800/1198）0.25=0.90

0.7βhftlh0=0.7×0.90×1.43×103×1.6×1198=1726.85kN>V=122.07kN

满足要求！

配箍率验算

ρsv=nAsv1/（ls）=4×113.04/（1600×200）=0.14%>ρsv，min=0.24ft/fyv=0.24×1.43/270=0.13%

满足要求！

（5）、基础加腋处配筋

基础加腋处，顶部与底部配置水平构造筋Φ12@200mm、竖向构造箍筋Φ8@200mm，外侧纵向筋Φ10@200mm。