塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案
矩形板式基础计算书
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
QTZ80（浙江建机）
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40
塔机独立状态的计算高度H（m）
45
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.83
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）
430
起重臂自重G1（kN）
92
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
13
小车最小工作幅度RG2（m）
2
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）
17.4
最大起重力矩M2（kN.m）
800
平衡臂自重G3（kN）
55
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.5
平衡块自重G4（kN）
213
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
10.7
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
江苏无锡
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
1.588
非工作状态
1.644
风压等效高度变化系数μz
1.313
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
0.8×1.2×1.588×1.95×1.313×0.2＝0.781
非工作状态
0.8×1.2×1.644×1.95×1.313×0.45＝1.818
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）
430+92+13+55+213＝803
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
803+60＝863
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.781×0.35×1.83×45＝22.51
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
92×22+13×17.4-55×6.5-213×10.7+0.9×（800+0.5×22.51×45）＝789.427
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝803
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.818×0.35×1.83×45＝52.399
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
92×22+13×2-55×6.5-213×10.7-0.5×52.399×45＝1765.577
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＝1.2×803＝963.6
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
963.6+84＝1047.6
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×22.51＝31.514
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（92×22+13×17.4-55×6.5-213×10.7）+1.4×0.9×（800+0.5×22.51×45）＝1182.478
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×803＝963.6
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×52.399＝73.359
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（92×22+13×2-55×6.5-213×10.7）-1.4×0.5×52.399×45＝2354.488
三、基础验算
基础布置图
基础布置
基础长l（m）
6
基础宽b（m）
6
基础高度h（m）
1.35
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
地基参数
地基承载力特征值fak（kPa）
150
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（kN/m3）
19
基础底面以上土的加权平均重度γm（kN/m3）
19
基础埋置深度d（m）
1.7
修正后的地基承载力特征值fa（kPa）
203.58
软弱下卧层
基础底面至软弱下卧层顶面的距离z（m）
3
地基压力扩散角θ（°）
6
软弱下卧层顶地基承载力特征值fazk（kPa）
100
软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值faz（kPa）
244.78
地基变形
基础倾斜方向一端沉降量S1（mm）
20
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）
6000
基础及其上土的自重荷载标准值：
Gk=blhγc=6×6×1.35×25=1215kN
基础及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×1215=1458kN
荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：
Mk''=G1RG1+G2RG2-G3RG3-G4RG4-0.5Fvk'H/1.2
=92×22+13×2-55×6.5-213×10.7-0.5×52.399×45/1.2
=1569.081kN·m
Fvk''=Fvk'/1.2=52.399/1.2=43.666kN
荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：
M''=1.2×（G1RG1+G2RG2-G3RG3-G4RG4）-1.4×0.5Fvk'H/1.2
=1.2×（92×22-13×2+55×6.5-213×10.7）-1.4×0.5×52.399×45/1.2
=2079.394kN·m
Fv''=Fv'/1.2=73.359/1.2=61.132kN
基础长宽比：
l/b=6/6=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=6×62/6=36m3
Wy=bl2/6=6×62/6=36m3
相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：
Mkx=Mkb/（b2+l2）0.5=1765.577×6/（62+62）0.5=1248.451kN·m
Mky=Mkl/（b2+l2）0.5=1765.577×6/（62+62）0.5=1248.451kN·m
1、偏心距验算
（1）、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：
Pkmin=（Fk+Gk）/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=（803+1215）/36-1248.451/36-1248.451/36=-13.303<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
（2）、偏心距验算
偏心距：
e=（Mk+FVkh）/（Fk+Gk）=（1765.577+52.399×1.35）/（803+1215）=0.91m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：
a=（62+62）0.5/2-0.91=3.333m
偏心距在x方向投影长度：
eb=eb/（b2+l2）0.5=0.91×6/（62+62）0.5=0.643m
偏心距在y方向投影长度：
el=el/（b2+l2）0.5=0.91×6/（62+62）0.5=0.643m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离：
b'=b/2-eb=6/2-0.643=2.357m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离：
l'=l/2-el=6/2-0.643=2.357m
b'l'=2.357×2.357=5.553m2≥0.125bl=0.125×6×6=4.5m2
满足要求！
2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值
Pkmin=-13.303kPa
Pkmax=（Fk+Gk）/3b'l'=（803+1215）/（3×2.357×2.357）=121.128kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（803+1215）/（6×6）=56.056kN/m2
4、基础底面压力验算
（1）、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
=150.00+0.30×19.00×（6.00-3）+1.60×19.00×（1.70-0.5）=203.58kPa
（2）、轴心作用时地基承载力验算
Pk=56.056kPa≤fa=203.58kPa
满足要求！
（3）、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=121.128kPa≤1.2fa=1.2×203.58=244.296kPa
满足要求！
5、基础抗剪验算
基础有效高度：
h0=h-δ=1350-（50+25/2）=1288mm
X轴方向净反力：
Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（803.000/36.000-（1569.081+43.666×1.350）/36.000）=-30.939kN/m2
Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（803.000/36.000+（1569.081+43.666×1.350）/36.000）=91.164kN/m2
假设Pxmin=0,偏心安全，得
P1x=（（b+B）/2）Pxmax/b=（（6.000+1.830）/2）×91.164/6.000=59.484kN/m2
Y轴方向净反力：
Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（803.000/36.000-（1569.081+43.666×1.350）/36.000）=-30.939kN/m2
Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（803.000/36.000+（1569.081+43.666×1.350）/36.000）=91.164kN/m2
假设Pymin=0,偏心安全，得
P1y=（（l+B）/2）Pymax/l=（（6.000+1.830）/2）×91.164/6.000=59.484kN/m2
基底平均压力设计值：
px=（Pxmax+P1x）/2=（91.164+59.484）/2=75.324kN/m2
py=（Pymax+P1y）/2=（91.164+59.484）/2=75.324kPa
基础所受剪力：
Vx=|px|（b-B）l/2=75.324×（6-1.83）×6/2=942.303kN
Vy=|py|（l-B）b/2=75.324×（6-1.83）×6/2=942.303kN
X轴方向抗剪：
h0/l=1288/6000=0.215≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×6000×1288=32264.4kN≥Vx=942.303kN
满足要求！
Y轴方向抗剪：
h0/b=1288/6000=0.215≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×6000×1288=32264.4kN≥Vy=942.303kN
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=1.7×19=32.3kPa
下卧层顶面处附加压力值：
pz=lb（Pk-pc）/（（b+2ztanθ）（l+2ztanθ））
=（6×6×（56.056-32.3））/（（6+2×3×tan6°）×（6+2×3×tan6°））=19.452kPa
软弱下卧层顶面处土的自重压力值：
pcz=zγ=3×19=57kPa
软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值
faz=fazk+ηbγ（b-3）+ηdγm（d+z-0.5）
=100.00+0.30×19.00×（6.00-3）+1.60×19.00×（3.00+1.70-0.5）=244.78kPa
作用在软弱下卧层顶面处总压力：
pz+pcz=19.452+57=76.452kPa≤faz=244.78kPa
满足要求！
7、地基变形验算
倾斜率：
tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/6000=0≤0.001
满足要求！
四、基础配筋验算
基础底部长向配筋
HRB400Φ25@170
基础底部短向配筋
HRB400Φ25@170
基础顶部长向配筋
HRB400Φ25@170
基础顶部短向配筋
HRB400Φ25@170
1、基础弯距计算
基础X向弯矩：
MⅠ=（b-B）2pxl/8=（6-1.83）2×75.324×6/8=982.35kN·m
基础Y向弯矩：
MⅡ=（l-B）2pyb/8=（6-1.83）2×75.324×6/8=982.35kN·m
2、基础配筋计算
（1）、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/（α1fcbh02）=982.35×106/（1×16.7×6000×12882）=0.006
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.006）0.5=0.006
γS1=1-ζ1/2=1-0.006/2=0.997
AS1=|MⅡ|/（γS1h0fy1）=982.35×106/（0.997×1288×360）=2125mm2
基础底需要配筋：
A1=max（2125，ρbh0）=max（2125，0.0015×6000×1288）=11592mm2
基础底长向实际配筋：
As1'=17806.801mm2≥A1=11592mm2
满足要求！
（2）、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/（α1fclh02）=982.35×106/（1×16.7×6000×12882）=0.006
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.006）0.5=0.006
γS2=1-ζ2/2=1-0.006/2=0.997
AS2=|MⅠ|/（γS2h0fy2）=982.35×106/（0.997×1288×360）=2125mm2
基础底需要配筋：
A2=max（2125，ρlh0）=max（2125，0.0015×6000×1288）=11592mm2
基础底短向实际配筋：
AS2'=17806.801mm2≥A2=11592mm2
满足要求！
（3）、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋：
AS3'=17806.801mm2≥0.5AS1'=0.5×17806.801=8903.401mm2
满足要求！
（4）、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋：
AS4'=17806.801mm2≥0.5AS2'=0.5×17806.801=8903.401mm2
满足要求！
（5）、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500。
五、配筋示意图
基础配筋图
矩形板式基础计算书
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
QTZ80（浙江建机）
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40
塔机独立状态的计算高度H（m）
45
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.83
二、塔机荷载
1、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）
710
起重荷载标准值Fqk（kN）
80
竖向荷载标准值Fk（kN）
790
水平荷载标准值Fvk（kN）
24.5
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
1930
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
710
水平荷载标准值Fvk'（kN）
0
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
1410
2、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）
1.35Fk1＝1.35×710＝958.5
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35FQk＝1.35×80＝108
竖向荷载设计值F（kN）
958.5+108＝1066.5
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×24.5＝33.075
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1930＝2605.5
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×710＝958.5
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×0＝0
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1410＝1903.5
三、基础验算
基础布置图
基础布置
基础长l（m）
6
基础宽b（m）
6
基础高度h（m）
1.35
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
地基参数
地基承载力特征值fak（kPa）
150
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（kN/m3）
19
基础底面以上土的加权平均重度γm（kN/m3）
19
基础埋置深度d（m）
1.7
修正后的地基承载力特征值fa（kPa）
203.58
软弱下卧层
基础底面至软弱下卧层顶面的距离z（m）
3
地基压力扩散角θ（°）
6
软弱下卧层顶地基承载力特征值fazk（kPa）
100
软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值faz（kPa）
244.78
地基变形
基础倾斜方向一端沉降量S1（mm）
20
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）
6000
基础及其上土的自重荷载标准值：
Gk=blhγc=6×6×1.35×25=1215kN
基础及其上土的自重荷载设计值：
G=1.35Gk=1.35×1215=1640.25kN
荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：
Mk''=1930kN·m
Fvk''=Fvk/1.2=24.5/1.2=20.417kN
荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：
M''=2605.5kN·m
Fv''=Fv/1.2=33.075/1.2=27.563kN
基础长宽比：
l/b=6/6=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=6×62/6=36m3
Wy=bl2/6=6×62/6=36m3
相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：
Mkx=Mkb/（b2+l2）0.5=1930×6/（62+62）0.5=1364.716kN·m
Mky=Mkl/（b2+l2）0.5=1930×6/（62+62）0.5=1364.716kN·m
1、偏心距验算
（1）、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：
Pkmin=（Fk+Gk）/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=（790+1215）/36-1364.716/36-1364.716/36=-20.123<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
（2）、偏心距验算
偏心距：
e=（Mk+FVkh）/（Fk+Gk）=（1930+24.5×1.35）/（790+1215）=0.979m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：
a=（62+62）0.5/2-0.979=3.264m
偏心距在x方向投影长度：
eb=eb/（b2+l2）0.5=0.979×6/（62+62）0.5=0.692m
偏心距在y方向投影长度：
el=el/（b2+l2）0.5=0.979×6/（62+62）0.5=0.692m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离：
b'=b/2-eb=6/2-0.692=2.308m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离：
l'=l/2-el=6/2-0.692=2.308m
b'l'=2.308×2.308=5.325m2≥0.125bl=0.125×6×6=4.5m2
满足要求！
2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值
Pkmin=-20.123kPa
Pkmax=（Fk+Gk）/3b'l'=（790+1215）/（3×2.308×2.308）=125.5kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（790+1215）/（6×6）=55.694kN/m2
4、基础底面压力验算
（1）、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
=150.00+0.30×19.00×（6.00-3）+1.60×19.00×（1.70-0.5）=203.58kPa
（2）、轴心作用时地基承载力验算
Pk=55.694kPa≤fa=203.58kPa
满足要求！
（3）、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=125.5kPa≤1.2fa=1.2×203.58=244.296kPa
满足要求！
5、基础抗剪验算
基础有效高度：
h0=h-δ=1350-（50+25/2）=1288mm
X轴方向净反力：
Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（790.000/36.000-（1930.000+20.417×1.350）/36.000）=-43.784kN/m2
Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（790.000/36.000+（1930.000+20.417×1.350）/36.000）=103.034kN/m2
假设Pxmin=0,偏心安全，得
P1x=（（b+B）/2）Pxmax/b=（（6.000+1.830）/2）×103.034/6.000=67.229kN/m2
Y轴方向净反力：
Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（790.000/36.000-（1930.000+20.417×1.350）/36.000）=-43.784kN/m2
Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（790.000/36.000+（1930.000+20.417×1.350）/36.000）=103.034kN/m2
假设Pymin=0,偏心安全，得
P1y=（（l+B）/2）Pymax/l=（（6.000+1.830）/2）×103.034/6.000=67.229kN/m2
基底平均压
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