塔吊的5013基础计算书.docx
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塔吊的5013基础计算书
十字梁式基础计算书
计算依据：
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、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63（TC5610）-中联重科
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40.5
塔机独立状态的计算高度H（m）
43
塔身桁架结构
角钢
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
二、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0（kN）
202.7
起重臂自重G1（kN）
62.5
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
28
小车和吊钩自重G2（kN）
4.9
小车最小工作幅度RG2（m）
2.5
最大起重荷载Qmax（kN）
60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）
13.7
最大起重力矩M2（kN.m）
630
平衡臂自重G3（kN）
45
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.4
平衡块自重G4（kN）
146
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
12.2
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
浙江杭州市
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.45
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
0.35
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＝0.786
非工作状态
0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.45＝1.879
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）
202.7+62.5+4.9+45+146＝461.1
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
461.1+60＝508.2
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.786×0.35×1.6×43＝18.927
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
62.5×28+4.9×13.7-45×6.4-146×12.2+0.9×（630+0.5×18.927×43）＝681.167
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝461.1
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.879×0.35×1.6×43＝45.246
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
62.5×28+4.9×2.5-45×6.4-146×12.2+0.5×45.246×43＝665.839
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＝1.2×461.1＝553.32
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4Fqk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
553.32+84＝637.32
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×18.927＝26.498
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（62.5×28+4.9×13.7-45×6.4-146×12.2）+1.4×0.9×（630+0.5×18.927×43）＝1004.048
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×461.1＝553.32
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×45.246＝63.344
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（62.5×28+4.9×2.5-45×6.4-146×12.2）+1.4×0.5×45.246×43＝993.565
三、基础验算
基础布置
十字梁长b（m）
8.5
十字梁宽l（m）
1.2
加腋部分宽度a（m）
1.2
基础梁高度h（m）
1.25
基础参数
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γC（kN/m3）
25
基础上部覆土厚度h'（m）
0
基础上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
基础混凝土保护层厚度δ（mm）
50
地基属性
地基承载力特征值fak（kPa）
110
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（kN/m）
20
基础底面以上土的加权平均重度γm（kN/m3）
19.3
基础埋置深度d（m）
1.5
修正后的地基承载力特征值fa（kPa）
140.88
软弱下卧层
基础底面至软弱下卧层顶面的距离z（m）
2
地基压力扩散角θ（°）
20
软弱下卧层顶地基承载力特征值fazk（kPa）
130
软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值faz（kPa）
222.64
地基变形
基础倾斜方向一端沉降量S1（mm）
30
基础倾斜方向另一端沉降量S2（mm）
20
基础倾斜方向的基底宽度b'（mm）
20000
基础布置图
基础底面积：
A=2bl-l2+2a2=2×8.5×1.2-1.22+2×1.22=21.84m2
基础中一条形基础底面积：
A0=bl+2（a+l）a=8.5×1.2+2×（1.2+1.2）×1.2=15.96m2
基础及其上土的自重荷载标准值：
Gk=AhγC=21.84×1.25×25=682.5kN
基础及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×682.5=819kN
1、偏心距验算
条形基础的竖向荷载标准值：
Fk''=（Fk+Gk）A0/A=（508.2+682.5）×15.96/21.84=870.127kN
F''=（F+G）A0/A=（637.32+819）×15.96/21.84=1064.234kN
e=（Mk+FVk·h）/Fk''=（681.167+18.927×1.25）/870.127=0.81m≤b/4=8.5/4=2.125m
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=0.81m≤b/6=8.5/6=1.417m
I=lb3/12+2×al3/12+4×[a4/36+a2/2（a/3+l/2）2]=1.2×8.53/12+2×1.2×1.23/12+4×[1.24/36+1.22/2×（1.2/3+1.2/2）2]=64.868
基础底面抵抗矩：
W=I/（b/2）=64.868/（8.5/2）=15.263m3
Pkmin=Fk''/A0-（Mk+FVk·h）/W=870.127/15.96-（681.167+18.927×1.25）/15.263=8.341kPa
Pkmax=Fk''/A0+（Mk+FVk·h）/W=870.127/15.96+（681.167+18.927×1.25）/15.263=100.697kPa
（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=1064.234/15.96-（1004.048+26.498×1.25）/15.263=-1.271kPa
Pmax=F''/A0+（M+FV·h）/W=1064.234/15.96+（1004.048+26.498×1.25）/15.263=134.634kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=（Fk+Gk）/A=（508.2+682.5）/21.84=54.519kN/m2
4、基础底面压应力验算
（1）、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηdγm（d-0.5）=110+1.6×19.3×（1.5-0.5）=140.88kPa
（2）、轴心作用时地基承载力验算
Pk=54.519kPa≤fa=140.88kPa
满足要求！
（3）、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=100.697kPa≤1.2fa=1.2×140.88=169.056kPa
满足要求！
5、基础抗剪验算
基础有效高度：
h0=H-δ-D/2=1250-50-25/2=1188mm
塔身边缘至基础底边缘最大反力处距离：
a1=（b-20.5B）/2=（8.5-20.5×1.6）/2=3.119m
塔身边缘处基础底面地基反力标准值：
Pk1=Pkmax-a1（Pkmax-Pkmin）/b=100.697-3.119×（100.697-8.341）/8.5=66.812kPa
基础自重在基础底面产生的压力标准值：
PkG=Gk/A=682.5/21.84=31.25kPa
基础底平均压力设计值：
P=γ（（Pkmax+Pk1）/2-PkG）=1.35×（（100.697+66.812）/2-31.25）=70.881kPa
基础所受剪力：
V=pa1l=70.881×3.119×1.2=265.263kN
h0/l=1188/1200=0.99≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×1200×1188/1000=5951.88kN≥V=265.263kN
满足要求！
6、软弱下卧层验算
基础底面处土的自重压力值：
pc=dγm=1.5×19.3=28.95kPa
下卧层顶面处附加压力值：
pz=lb（Pk-pc）/（2（b+2ztanθ）2）
=1.2×8.5×（74.605-28.95）/（2×（8.5+2×2×tan20°）2）=2.349kPa
软弱下卧层顶面处土的自重压力值：
pcz=zγ=2×20=40kPa
软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值
faz=fazk+ηdγm（d+z-0.5）
=130.00+1.60×19.30×（2.00+1.50-0.5）=222.64kPa
作用在软弱下卧层顶面处总压力：
pz+pcz=2.349+40=42.349kPa≤faz=222.64kPa
满足要求！
7、地基变形验算
倾斜率：
tanθ=|S1-S2|/b'=|30-20|/20000=0.0005≤0.001
满足要求！
四、基础配筋验算
基础底部配筋
HRB3358Φ25
基础上部配筋
HRB3358Φ22
基础腰筋配筋
HRB3354Φ14
基础箍筋配筋
HRB335Φ12@200
基础箍筋肢数n
4
1、基础底弯矩计算
基础底均布荷载设计值：
q1=pl=70.881×1.2=85.058kN/m
塔吊边缘弯矩：
M=q1a12/2=85.058×3.1192/2=413.629kN·m
2、基础配筋计算
（1）、基础梁底部配筋
αS1=M/（α1fclh02）=413.629×106/（1×16.7×1200×11882）=0.015
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.015）0.5=0.015
γS1=1-ζ1/2=1-0.015/2=0.993
As1=M/（γS1h0fy1）=413.629×106/（0.993×1188×300）=1169mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.57/300）=max（0.2,0.236）=0.236%
基础底需要配筋：
A1=max（1169，ρlh0）=max（1169，0.0024×1200×1188）=3357mm2
基础梁底实际配筋：
As1'=3925mm2≥A1=3357mm2
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'=1962mm2
满足要求！
（3）、基础梁腰筋配筋
梁腰筋按照构造配筋HRB3354Φ14
（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=（800/1188）0.25=0.906
0.7βhftlh0=0.7×0.906×1.57×103×1.2×1.188=1419.266kN≥V=265.263kN
按构造规定选配钢筋！
配箍率验算
ρsv=nAsv1/（ls）=4×113.04/（1200×200）=0.188%≥ρsv，min=0.24ft/fyv=0.24×1.57/300=0.126%
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。
五、配筋示意图
基础配筋图
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