7525塔吊基础方案分析.docx
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7525塔吊基础方案分析
塔
基
施
工
方
案
编制：
审核：
批准：
二0一三年五月二十三日
方案目录
第一节、工程概况
1、工程介绍
钢结构主体采用钢框架结构，地上七层，地下一层。
其中一层、二层平面尺寸为48mx93m，三层以上平面尺寸为椭圆形。
主要柱网为（9m+8mx4+11m+8mx4+9m）x（9mx2+10m+9mx2）。
一层层高6m，二层层高6.2m，三层层高5.8m，四、五、六层层高4.8m，七层层高变化，最高处层高5m，建筑物总高度38.000m。
框架钢梁采用焊接或热轧H型钢，框架钢柱采用焊接箱形钢柱及方钢管混凝土柱。
楼板、屋面板采用现浇混凝土楼板。
占地面积3875平方米，总建筑面积为17797平方米，其中地下占4390平方米。
其功能包括：
公务机联检、贵宾休息室，客房及办公室、多功能厅等功能；地上及半地下共6层（局部7层），高38.0米。
其三维模型如下：
塔机选型：
一台中联TC7525，塔吊自由高度为51米，回转半径75米，最大起重量16吨，最大幅度时起重量2.5吨。
能够满足施工要求。
塔吊布置图如下：
2、编制依据
（1）设计蓝图
（2）《TC7525型塔式起重机安装使用说明书》
（3）《塔机塔式起重机安全规程GB5144-94》
（4）《起重设备安装施工及验收规范GB50278-98》
第二节、TC7525-16D塔吊基础设计及计算
基地工程；属于钢结构结构；地上1层；地下7层；建筑高度：
38m；标准层层高：
4.8m；总建筑面积：
4390平方米；本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
TC7525-16D
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
51.3
塔机独立状态的计算高度H（m）
64.5
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
2
二、塔机荷载
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0（kN）
295.9
起重臂自重G1（kN）
148.35
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
37.8
小车和吊钩自重G2（kN）
8
最大起重荷载Qmax（kN）
80
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）
15.5
最小起重荷载Qmin（kN）
25
最大吊物幅度RQmin（m）
75
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[80×15.5，25×75]＝1875
平衡臂自重G3（kN）
101
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
10
平衡块自重G4（kN）
210
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
18
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
云南昆明市
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.35
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
1.69
风压等效高度变化系数μz
1.32
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
0.4
风荷载标准值ωk（kN/m2）
工作状态
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.79
非工作状态
0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.35＝1.46
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1（kN）
295.9+148.35+8+101+210＝763.25
起重荷载标准值Fqk（kN）
80
竖向荷载标准值Fk（kN）
763.25+80＝843.25
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.79×0.4×2×64.5＝40.76
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
148.35×37.8+8×75-101×10-210×18+0.9×（1875+0.5×40.76×64.5）＝4288.19
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝763.25
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.46×0.4×2×64.5＝75.34
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
148.35×37.8-101×10-210×18+0.5×75.34×64.5＝3247.34
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1（kN）
1.2Fk1＝1.2×763.25＝915.9
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×80＝112
竖向荷载设计值F（kN）
915.9+112＝1027.9
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×40.76＝57.06
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（148.35×37.8+8×75-101×10-210×18）+1.4×0.9×（1875+0.5×40.76×64.5）＝5719.94
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×763.25＝915.9
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×75.34＝105.48
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（148.35×37.8-101×10-210×18）+1.4×0.5×75.34×64.5＝4382.76
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1.5
承台长l（m）
5.5
承台宽b（m）
5.5
承台长向桩心距al（m）
4
承台宽向桩心距ab（m）
4
桩直径d（m）
0.8
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
否
矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5.5×5.5×（1.5×25+0×19）=1134.38kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×1134.38=1361.25kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（42+42）0.5=5.66m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（843.25+1134.38）/4=494.41kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（843.25+1134.38）/4+（4288.19+40.76×1.5）/5.66=1263.27kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（843.25+1134.38）/4-（4288.19+40.76×1.5）/5.66=-274.45kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=（F+G）/n+（M+Fvh）/L
=（1027.9+1361.25）/4+（5719.94+57.06×1.5）/5.66=1623.57kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（1027.9+1361.25）/4-（5719.94+57.06×1.5）/5.66=-429kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C35
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
50
桩入土深度lt（m）
18
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
否
桩混凝土类型
钢筋混凝土
桩身普通钢筋配筋
HRB4009Φ18
地基属性
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
碎石
20
5
8500
0.7
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.8=2.51m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=2.51×（19.5×5）+8500×0.5=4517.61kN
Qk=494.41kN≤Ra=4517.61kN
Qkmax=1263.27kN≤1.2Ra=1.2×4517.61=5421.13kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-274.45kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：
Qk'=274.45kN
桩身的重力标准值：
Gp=ltApγz=18×0.5×25=226.19kN
Ra'=uΣλiqsiali+Gp=2.51×（0.7×19.5×5）+226.19
=397.73kN
Qk'=274.45kN≤Ra'=397.73kN
满足要求！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：
As=nπd2/4=9×3.14×182/4=2290mm2
（1）、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：
Q=Qmax=1623.57kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=（0.85×17×0.5×106+0.9×（360×2290.22））×10-3=7959.66kN
Q=1623.57kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=7959.66kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：
Q'=-Qmin=429kN
fyAS=360×2290.22×10-3=824.48kN
Q'=429kN≤fyAS=824.48kN
满足要求！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ22@120
承台底部短向配筋
HRB400Φ22@120
承台顶部长向配筋
HRB400Φ22@120
承台顶部短向配筋
HRB400Φ22@120
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1500-50-22/2=1439mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（1623.57+（-429））×5.66/2=3378.77kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=3378.77×4/5.66=2389.15kN·m
Y方向：
My=Mal/L=3378.77×4/5.66=2389.15kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=1027.9/4+5719.94/5.66=1268.13kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1439）1/4=0.86
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（4-2-0.8）/2=0.6m
a1l=（al-B-d）/2=（4-2-0.8）/2=0.6m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=600/1439=0.42，取λb=0.42；
λl'=a1l/h0=600/1439=0.42，取λl=0.42；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.42+1）=1
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