2、QTZ63塔吊基础承载力验算
6#塔吊为QTZ63塔吊，塔吊为独立状态计算，分工况和非工况两种状态分别进行塔吊基础的受力分析。
7.1、塔机概况
塔吊型号:QTZ63，
塔吊安装高度H=27.68m，
塔身宽度B=1.60m，
自重F1=314.58kN，
最大起重荷载F2=58.8kN，
基础以上土的厚度D=0.00m，
塔吊基础混凝土强度等级:C35
基础厚度Hc=1.30m，
基础宽度Bc=5.20m，
7.2、桩基概况
查国家标准图集03SG409可得，PHC400A95-21为C80混凝土，桩身结构竖向承载力设计值R=1650kN。现场桩基间距a=2.50m，桩直径=0.40m，
7.3、桩基荷载计算分析
7.3.1自重荷载以及起重荷载
塔吊自重G
=314.58kN；
=47.4kN；
起重臂自重G
1
=5.15kN；
小车和吊钩自重G
2
=17.5kN；
平衡臂自重G
3
=147kN；
平衡块自重G
4
=58.8kN；
塔吊最大起重荷载Q
max
塔吊最小起重荷载Q
max
=9.8kN；
塔基自重标准值：F
k1
=531.63kN；
基础自重标准值：G
k
=800kN；
起重荷载标准值：F
qk
=58.8kN；
7.3.2风荷载计算
7.3.2.1工作状态下风荷载标准值
塔机所受风均布线荷载标准值：（ω
o
=0.2kN/m2）
q sk =0.8αβ
z
μ
s
μ
z
ω
o
α
o
BH/H=0.8×1.2×1.59×1.95×1.35×0.2×0.35×
1.6=0.45kN/m
塔机所受风荷载水平合力标准值：
F vk = q
sk
·H=0.45×30=13.53kN
基础顶面风荷载产生的力矩标准值：
M sk =0.5 F
vk
·H=0.5×13.53×30=203kN ·m
7.3.2.2非工作状态下风荷载标准值
塔机所受风均布线荷载标准值：（ω’
o
=0.55kN/m2）
q’
sk =0.8αβ
z
μ
s
μ
z
ω’
o
α
o
BH/H=0.8×1.2×1.59×1.95×1.35×0.55×0.35
×1.6=1.24kN/m
塔机所受风荷载水平合力标准值：
F’
vk = q’
sk
·H=1.24×30=37.2kN
基础顶面风荷载产生的力矩标准值：
M’
sk =0.5 F’
vk
·H=0.5×37.2×30=558kN ·m
7.3.3塔机的倾覆力矩
塔机自身的倾覆力矩，向起重臂方向为正，向平衡臂的方向为负。
1、大臂自重产生的力矩标准值：
M
1
=47.4×21.56=1021.94 kN ·m
2、最大起重荷载产生的力矩标准值：
M
2
=58.8×10.97=645.04 kN ·m
3、小车产生的力矩标准值：
M
3
=5.15×10.97=56.5 kN ·m
4、平衡臂产生的力矩标准值：
M
4
=-17.5×7.24=-126.7 kN ·m
5、平衡产生的力矩标准值：
M
5
=-147×12=-1764 kN ·m
7.3.4综合分析计算
7.3.4.1工作状态下塔基对基础顶面的作用
1、标准组合的倾覆力矩标准值：
M k = M
1
+ M
3
+ M
4
+M
5
+0.9（M
2
+M
sk
）
=1021.94+56.5-126.7-1764+0.9（645.04+203）=-49.24 kN ·m
2、水平荷载标准值：F
vk
=13.53kN
3、竖向荷载标准值：
塔基自重标准值：F k1=531.63kN ； 基础自重标准值：G k =800kN ； 起重荷载标准值：F qk =58.8kN ；
7.3.4.2非工作状态下塔基对基础顶面的作用
1、标准组合的倾覆力矩标准值： M ’k = M 1 + M 4 +M 5 +M ’sk =1021.94-126.7-1764+558 =-301.76 kN ·m
无起重荷载，小车收拢于塔身边，故没有力矩M 2 、M 3 。 2、水平荷载标准值：F ’vk = q ’sk ·H=1.24×30=37.2kN 3、竖向荷载标准值：
塔基自重标准值：F k1=531.63kN ； 基础自重标准值：G k =800kN ；
F ’k = F k1+
G k =531.63+800=1331.63 kN
比较以上工况和非工况的计算，可知本例塔机在非工作状态时对于基础传递的倾覆力矩最大，故应该按照非工作状态的荷载组合进行塔吊基础承载力验算。 7.4 桩基承载力验算
倾覆力矩按照最不利的对角线方向作用，取最不利的非工作状态荷载进行验算。 7.4.1桩基竖向荷载验算
1、轴心竖向力作用下：
kN N G F Q K K K 8.6652
80063.5311=+=+=（以最不利情况塔吊基础底部只有两根桩
进行验算）
kN kN Q K 7008.665<=,满足要求。
2、偏心竖向力作用下：
L
h F M N G F Q VK K K K K ?+++=''1
kN Q K 4.713353
.73
.12.3776.301280063.531=?+++=
（以最不利情况塔吊基础底部只有
两根桩进行验算）
kN R kN Q K 8402.14.713n =<=,满足要求。
7.4.2桩身轴心受压承载力验算
kN Q Q K 1.9634.71335.1max max =?==γ，查国家标准图集03SG409可得，
PHC400A95-21桩身结构竖向承载力设计值R=1650kN 。
R Q 7.5 塔吊基础承载力验算 7.5.1示意图 7.5.2相关数据 1．几何参数： B 1 = 2600 mm ；A 1 = 2600 mm ；H 1 = 1200 mm ；B = 1600 mm ；A = 1600 mm ；B 2 = 2600 mm ；A 2 = 2600 mm ；基础埋深d = 1.20 m 2．荷载值： (1)作用在基础顶部的标准值荷载 F gk = 1331.63 kN；M gyk = 301.76 kN·m；V gxk = 37.20 kN (2)作用在基础底部的弯矩标准值Myk = 301.76 kN·m Vxk = 37.20 kN·m 绕Y轴弯矩: M 0yk = M yk ＋V xk ·(H 1 ＋H 2 ) = 301.76＋37.20×1.20 = 346.40 kN·m (3)作用在基础顶部的基本组合荷载 不变荷载分项系数r g = 1.20 活荷载分项系数r q = 1.40 F = r g ·F gk ＋r q ·F qk = 1597.96 kN M y = r g ·M gyk ＋r q ·M qyk = 362.11 kN·m V x = r g ·V gxk ＋r q ·V qxk = 44.64 kN (4)作用在基础底部的弯矩设计值 绕Y轴弯矩: M 0y = M y ＋V x ·H 1 = 362.11＋44.64×1.20 = 415.68 kN·m 3．材料信息： 混凝土： C35；钢筋： HRB335(20MnSi) 4．基础几何特性： 底面积：S = (A 1＋A 2 )(B 1 ＋B 2 ) = 5.20×5.20 = 27.04 m2 绕X轴抵抗矩：Wx = (1/6)(B 1+B 2 )(A 1 +A 2 )2= (1/6)×5.20×5.202 = 23.43 m3 绕Y轴抵抗矩：Wy = (1/6)(A 1+A 2 )(B 1 +B 2 )2= (1/6)×5.20×5.202 = 23.43 m3 7.5.3计算过程 7.5.3.1修正地基承载力 按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算： f a = f ak ＋η b ·γ·(b－3)＋η d ·γ m ·(d－0.5) (式5.2.4) 式中：f ak = 220.00 kPa η b = 0.00，η d = 1.00 γ = 18.00 kN/m3γ m = 18.00 kN/m3 b = 5.20 m， d = 1.20 m 如果 b ＜ 3m，按 b = 3m, 如果 b > 6m，按 b = 6m 如果 d ＜ 0.5m，按 d = 0.5m f a = f ak ＋η b ·γ·(b－3)＋η d ·γ m ·(d－0.5) = 220.00＋0.00×18.00×(5.20－3.00)＋1.00×18.00×(1.20－0.50) = 232.60 kPa 修正后的地基承载力特征值 f a = 232.60 kPa（满足塔吊基础说明书不得低于200 kPa的要求）。 7.5.3.2轴心荷载作用下地基承载力验算 计算公式： 按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算： p k = (F k ＋G k )/A (5.2.2－1) F k = F gk ＋F qk = 1331.63＋0.00 = 1331.63 kN G k = 20S·d = 20×27.04×1.20 = 648.96 kN p k = (F k ＋G k )/S = (1331.63＋648.96)/27.04 = 73.25 kPa ≤ f a ，满足要求。 7.5.3.3偏心荷载作用下地基承载力验算 计算公式： 按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算： 当e≤b/6时，p kmax = (F k ＋G k )/A＋M k /W (5.2.2－2) p kmin = (F k ＋G k )/A－M k /W (5.2.2－3) 当e＞b/6时，p kmax = 2(F k ＋G k )/3la (5.2.2－4) X方向: 偏心距e xk = M 0yk /(F k ＋G k ) = 346.40/(1331.63＋648.96) = 0.17 m e = e xk = 0.17 m ≤ (B 1 ＋B 2 )/6 = 5.20/6 = 0.87 m p kmaxX = (F k ＋G k )/S＋M 0yk /W y = (1331.63＋648.96)/27.04＋346.40/23.43 = 88.03 kPa ≤ 1.2×f a = 1.2×232.60 = 279.12 kPa，满足要求。 7.5.3.4基础抗冲切验算 计算公式： 按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算： F l ≤ 0.7·β hp ·f t ·a m ·h (8.2.7－1) F l = p j ·A l (8.2.7－3) a m = (a t ＋a b )/2 (8.2.7－2) p jmax,x = F/S＋M 0y /W y = 1597.96/27.04＋415.68/23.43 = 76.83 kPa p jmin,x = F/S－M 0y /W y = 1597.96/27.04－415.68/23.43 = 41.36 kPa p jmax,y = F/S＋M 0x /W x = 1597.96/27.04＋0.00/23.43 = 59.10 kPa p jmin,y = F/S－M 0x /W x = 1597.96/27.04－0.00/23.43 = 59.10 kPa p j = p jmax,x ＋p jmax,y －F/S = 76.83＋59.10－59.10 = 76.83 kPa (1)标准节对基础的冲切验算： H 0 = H 1 ＋H 2 －a s = 1.20＋0.00－0.05 = 1.15 m X方向： A lx = 1/4·(A＋2H ＋A 1 ＋A 2 )(B 1 ＋B 2 －B－2H ) = (1/4)×(1.60＋2×1.15＋5.20)(5.20－1.60－2×1.15) = 2.96 m2 F lx = p j ·A lx = 76.83×2.96 = 227.24 kN a b = min{A＋2H , A 1 ＋A 2 } = min{1.60＋2×1.15, 5.20} = 3.90 m a mx = (a t ＋a b )/2 = (A＋a b )/2 = (1.60＋3.90)/2 = 2.75 m Flx ≤ 0.7·β hp ·f t ·a mx ·H = 0.7×0.97×1570.00×2.750×1.150 = 3359.73 kN，满足要求。Y方向： A ly = 1/4·(B＋2H ＋B 1 ＋B 2 )(A 1 ＋A 2 －A－2H ) = (1/4)×(1.60＋2×1.15＋5.20)(5.20－1.60－2×1.15) = 2.96 m2 F ly = p j ·A ly = 76.83×2.96 = 227.24 kN a b = min{B＋2H , B 1 ＋B 2 } = min{1.60＋2×1.15, 5.20} = 3.90 m a my = (a t ＋a b )/2 = (B＋a b )/2 = (1.60＋3.90)/2 = 2.75 m Fly ≤ 0.7·β hp ·f t ·a my ·H = 0.7×0.97×1570.00×2.750×1.150 = 3359.73 kN，满足要求。 7.5.3.5基础受压验算 计算公式：《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010） F l ≤ 1.35·β c ·β l ·f c ·A ln (7.8.1-1) 局部荷载设计值：F l = 1597.96 kN 混凝土局部受压面积：A ln = A l = B×A = 1.60×1.60 = 2.56 m2 混凝土受压时计算底面积：A b = min{B＋2A, B 1 ＋B 2 }×min{3A, A 1 ＋A 2 } = 23.04 m2 混凝土受压时强度提高系数：β l = sq.(A b /A l ) = sq.(23.04/2.56) = 3.00 1.35β c ·β l ·f c ·A ln = 1.35×1.00×3.00×16700.00×2.56 = 173145.60 kN ≥ F l = 1597.96 kN，满足要求。 7.5.3.6基础受弯计算 计算公式： 按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007－2002)下列公式验算： M Ⅰ=a 1 2[(2l＋a')(p max ＋p－2G/A)＋(p max －p)·l]/12 (8.2.7－4) M Ⅱ=(l－a')2(2b＋b')(p max ＋p min －2G/A)/48 (8.2.7－5) (1)基础根部受弯计算： G = 1.35G k = 1.35×648.96 = 876.10kN X方向受弯截面基底反力设计值： p minx = (F＋G)/S－M 0y /W y = (1597.96＋876.10)/27.04－415.68/23.43 = 73.76 kPa p maxx = (F＋G)/S＋M 0y /W y = (1597.96＋876.10)/27.04＋415.68/23.43 = 109.23 kPa p nx = p minx ＋(p maxx －p minx )(2B 1 ＋B)/[2(B 1 ＋B 2 )] = 73.76＋(109.23－73.76)×6.80/(2×5.20) = 96.95 kPa Ⅰ-Ⅰ截面处弯矩设计值： M Ⅰ= [(B 1 ＋B 2 )/2－B/2]2{[2(A 1 ＋A 2 )＋A](p maxx ＋p nx －2G/S) ＋(p maxx －p nx )(A 1 ＋A 2 )}/12 = (5.20/2－1.60/2)2((2×5.20＋1.60)(109.23＋96.95－2×876.10/27.04) ＋(109.23－96.95)×5.20)/12 = 475.34 kN.m Ⅱ-Ⅱ截面处弯矩设计值： M Ⅱ= (A 1 ＋A 2 －A)2[2(B 1 ＋B 2 )＋B](p maxx ＋p minx －2G/S)/48 = (5.20－1.60)2(2×5.20＋1.60)(109.23＋73.76－2×876.10/27.04)/48 = 382.94 kN.m Ⅰ-Ⅰ截面受弯计算： 相对受压区高度：ζ= 0.004148 配筋率：ρ= 0.000231 ρ < ρ min = 0.001500 ，ρ = ρ min = 0.001500；计算面积：1800.00 mm2/m Ⅱ-Ⅱ截面受弯计算： 相对受压区高度：ζ= 0.003340 配筋率：ρ= 0.000186 ρ < ρ min = 0.001500，ρ = ρ min = 0.001500；计算面积：1800.00 mm2/m 7.5.3.7计算结果 1．X方向弯矩验算结果： 计算面积：1800.00 mm2/m 实配面积：2454.37 mm2/m 采用方案：B25@200 2．Y方向弯矩验算结果： 计算面积：1800.00 mm2/m 实配面积：2454.37 mm2/m 采用方案：B25@200 3、QTZ40塔吊基础承载力验算 1、2、5#塔吊为QTZ40塔吊，塔吊为独立状态计算，分工况和非工况两种状态分别进行塔吊基础的受力分析。 8.1、塔机概况 塔吊型号:QTZ40， 塔吊最大安装高度H=35m（2#塔吊） 塔身宽度B=1.5m， 自重F1=201.88kN， 最大起重荷载F2=39.2kN， 基础以上土的厚度D=0.00m， 塔吊基础混凝土强度等级:C35 基础厚度Hc=1.2m， 基础宽度Bc=4.5m， 8.2、桩基概况 查国家标准图集03SG409可得，PHC400A95-21为C80混凝土，桩身结构竖向承载力设计值R=1650kN。现场桩基间距a=2.50m，桩直径=0.40m， 8.3、桩基荷载计算分析 8.3.1自重荷载以及起重荷载 =201.88kN； 塔吊自重G 起重臂自重G =30.3kN； 1 =2.86kN； 小车和吊钩自重G 2 =15.05kN； 平衡臂自重G 3 =81kN； 平衡块自重G 4 塔吊最大起重荷载Q =39.2kN； max =7.84kN； 塔吊最小起重荷载Q max 塔基自重标准值：F =331.09kN； k1 =500kN； 基础自重标准值：G k =39.2kN； 起重荷载标准值：F qk 8.3.2风荷载计算 8.3.2.1工作状态下风荷载标准值 塔机所受风均布线荷载标准值：（ω o =0.2kN/m2） q sk =0.8αβ z μ s μ z ω o α o BH/H=0.8×1.2×1.59×1.95×1.35×0.2×0.35× 1.5=0.422kN/m 塔机所受风荷载水平合力标准值： F vk = q sk ·H=0.422×39=16.46kN 基础顶面风荷载产生的力矩标准值： M sk =0.5 F vk ·H=0.5×16.46×39=321kN ·m 8.3.2.2非工作状态下风荷载标准值 塔机所受风均布线荷载标准值：（ω’ o =0.55kN/m2） q’ sk =0.8αβ z μ s μ z ω’ o α o BH/H=0.8×1.2×1.59×1.95×1.35×0.55×0.35 ×1.5=1.3kN/m 塔机所受风荷载水平合力标准值： F’ vk = q’ sk ·H=1.3×39=50.27kN 基础顶面风荷载产生的力矩标准值： M’ sk =0.5 F’ vk ·H=0.5×50.27×39=980.27kN ·m 8.3.3塔机的倾覆力矩 塔机自身的倾覆力矩，向起重臂方向为正，向平衡臂的方向为负。 1、大臂自重产生的力矩标准值： M 1 =30.3×20=606 kN ·m 2、最大起重荷载产生的力矩标准值： M 2 =39.2×10=392 kN ·m 3、小车产生的力矩标准值： M 3 =2.86×10=28.6 kN ·m 4、平衡臂产生的力矩标准值： M 4 =-15.05×6=-90.3 kN ·m 5、平衡产生的力矩标准值： M 5 =-81×11=-891 kN ·m 8.3.4综合分析计算 8.3.4.1工作状态下塔基对基础顶面的作用 1、标准组合的倾覆力矩标准值： M k = M 1 + M 3 + M 4 +M 5 +0.9（M 2 +M sk ） =606+28.6-90.3-891+0.9（392+321）=295kN ·m 2、水平荷载标准值：F vk =16.46kN 3、竖向荷载标准值： 塔基自重标准值：F k1 =331.09kN； 基础自重标准值：G k =500kN； 起重荷载标准值：F qk =39.2kN； 8.3.4.2非工作状态下塔基对基础顶面的作用 1、标准组合的倾覆力矩标准值： M ’k = M 1 + M 4 +M 5 +M ’sk =606-90.3-891+980.27 =604.79 kN ·m 无起重荷载，小车收拢于塔身边，故没有力矩M 2 、M 3 。 2、水平荷载标准值：F ’vk = q ’sk ·H=1.3×39=50.27kN 3、竖向荷载标准值： 塔基自重标准值：F k1=331.09kN ； 基础自重标准值：G k =500kN ； F ’k = F k1+ G k =331.09+500=831.09 kN 比较以上工况和非工况的计算，可知本例塔机在非工作状态时对于基础传递的倾覆力矩最大，故应该按照非工作状态的荷载组合进行塔吊基础承载力验算。 8.4 桩基承载力验算 倾覆力矩按照最不利的对角线方向作用，取最不利的非工作状态荷载进行验算。 8.4.1桩基竖向荷载验算 1、轴心竖向力作用下： kN N G F Q K K K 55.4152 50009.3311=+=+=（以最不利情况塔吊基础底部只有两根 桩进行验算） kN kN Q K 7005.415<=,满足要求。 2、偏心竖向力作用下： L h F M N G F Q VK K K K K ?+++=''1 kN Q K 03.520363 .62 .127.5079.604250009.331=?+++= （以最不利情况塔吊基础底部只 有两根桩进行验算） kN R kN Q K 8402.103.520n =<=,满足要求。 8.4.2桩身轴心受压承载力验算 kN Q Q K 04.7023.52035.1max max =?==γ，查国家标准图集03SG409可得， PHC400A95-21桩身结构竖向承载力设计值R=1650kN 。 R Q 8.5 塔吊基础承载力验算 8.5.1示意图 8.5.2相关数据 1．几何参数： B1 = 2250 mm ；A1 = 2250 mm ；H1 = 1200 mm ；B = 1500 mm ；A = 1500 mm ；B2 = 2250 mm ；A2 = 2250 mm 基础埋深d = 1.20 m 2．荷载值： (1)作用在基础顶部的标准值荷载 Fgk = 831.09 kN ；M gxk = 604.79 kN·m；V gxk = 50.27 kN (2)作用在基础底部的弯矩标准值 M xk = 604.79 kN ·m V xk = 50.27 kN·m 绕X轴弯矩: M 0xk = 604.79 kN·m 绕Y轴弯矩: M 0yk = 60.32 kN·m (3)作用在基础顶部的基本组合荷载 不变荷载分项系数r g = 1.20 活荷载分项系数r q = 1.40 F = r g ·F gk ＋r q ·F qk = 997.31 kN M x = r g ·M gxk ＋r q ·M qxk = 725.75 kN·m V x = r g ·V gxk ＋r q ·V qxk = 60.32 kN (4)作用在基础底部的弯矩设计值绕X轴弯矩: M 0x = 725.75 kN·m 绕Y轴弯矩: M 0y = V x ·H 1 =60.32×1.20 = 72.39 kN·m 3．材料信息： 混凝土：C35 钢筋：HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) 4．基础几何特性： 底面积：S = (A1＋A2)(B1＋B2) = 4.50×4.50 = 20.25 m2 绕X轴抵抗矩：Wx = (1/6)(B1+B2)(A1+A2)2 = (1/6)×4.50×4.502 = 15.19 m3绕Y轴抵抗矩：Wy = (1/6)(A1+A2)(B1+B2)2 = (1/6)×4.50×4.502 = 15.19 m3 8.5.3计算过程 8.5.3.1修正地基承载力 按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算： f a = f ak ＋η b ·γ·(b－3)＋η d ·γ m ·(d－0.5) (式5.2.4) 式中：f ak = 220.00 kPa η b = 0.00，η d = 1.00 γ = 18.00 kN/m3γ m = 18.00 kN/m3 b = 4.50 m， d = 1.20 m 如果 b ＜ 3m，按 b = 3m, 如果 b > 6m，按 b = 6m 如果 d ＜ 0.5m，按 d = 0.5m f a = f ak ＋η b ·γ·(b－3)＋η d ·γ m ·(d－0.5) = 220.00＋0.00×18.00×(4.50－3.00)＋1.00×18.00×(1.20－0.50) = 232.60 kPa 修正后的地基承载力特征值 f a = 232.60 kPa（满足塔吊基础说明书不得低于200 kPa的要求）。 8.5.3.2轴心荷载作用下地基承载力验算 按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算： p k = (F k ＋G k )/A (5.2.2－1) F k = F gk ＋F qk = 831.09＋0.00 = 831.09 kN G k = 20S·d = 20×20.25×1.20 = 486.00 kN p k = (F k ＋G k )/S = (831.09＋486.00)/20.25 = 65.04 kPa ≤ f a ，满足要求。 8.5.3.3偏心荷载作用下地基承载力验算 按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算： 当e≤b/6时，p kmax = (F k ＋G k )/A＋M k /W (5.2.2－2) p kmin = (F k ＋G k )/A－M k /W (5.2.2－3) 当e＞b/6时，p kmax = 2(F k ＋G k )/3la (5.2.2－4) X、Y方向同时受弯。 偏心距e xk = M 0yk /(F k ＋G k ) = 60.32/(831.09＋486.00) = 0.05 m e = e xk = 0.05 m ≤ (B 1 ＋B 2 )/6 = 4.50/6 = 0.75 m p kmaxX = (F k ＋G k )/S＋M 0yk /W y = (831.09＋486.00)/20.25＋60.32/15.19 = 69.01 kPa 偏心距e yk = M 0xk /(F k ＋G k ) = 604.79/(831.09＋486.00) = 0.46 m e = e yk = 0.46 m ≤ (A 1 ＋A 2 )/6 = 4.50/6 = 0.75 m p kmaxY = (F k ＋G k )/S＋M 0xk /W x = (831.09＋486.00)/20.25＋604.79/15.19 = 104.86 kPa p kmax = p kmaxX ＋p kmaxY －(F k ＋G k )/S = 69.01＋104.86－65.04 = 108.83 kPa ≤ 1.2×f a = 1.2×232.60 = 279.12 kPa，满足要求。 8.5.3.4基础抗冲切验算 按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）下列公式验算： F l ≤ 0.7·β hp ·f t ·a m ·h (8.2.7－1) F l = p j ·A l (8.2.7－3) a m = (a t ＋a b )/2 (8.2.7－2) p jmax,x = F/S＋M 0y /W y = 997.31/20.25＋72.39/15.19 = 54.02 kPa p jmin,x = F/S－M 0y /W y = 997.31/20.25－72.39/15.19 = 44.48 kPa p jmax,y = F/S＋M 0x /W x = 997.31/20.25＋725.75/15.19 = 97.04 kPa p jmin,y = F/S－M 0x /W x = 997.31/20.25－725.75/15.19 = 1.46 kPa p j = p jmax,x ＋p jmax,y －F/S = 54.02＋97.04－49.25 = 101.80 kPa (1)标准节对基础的冲切验算： H 0 = H 1 ＋H 2 －a s = 1.20＋0.00－0.05 = 1.15 m X方向： A lx = 1/4·(A＋2H ＋A 1 ＋A 2 )(B 1 ＋B 2 －B－2H ) = (1/4)×(1.50＋2×1.15＋4.50)(4.50－1.50－2×1.15) = 1.45 m2 F lx = p j ·A lx = 101.80×1.45 = 147.87 kN a b = min{A＋2H , A 1 ＋A 2 } = min{1.50＋2×1.15, 4.50} = 3.80 m a mx = (a t ＋a b )/2 = (A＋a b )/2 = (1.50＋3.80)/2 = 2.65 m Flx ≤ 0.7·β hp ·f t ·a mx ·H = 0.7×0.97×1570.00×2.650×1.150 = 3237.56 kN，满足要求。Y方向： A ly = 1/4·(B＋2H ＋B 1 ＋B 2 )(A 1 ＋A 2 －A－2H ) = (1/4)×(1.50＋2×1.15＋4.50)(4.50－1.50－2×1.15) = 1.45 m2 F ly = p j ·A ly = 101.80×1.45 = 147.87 kN a b = min{B＋2H , B 1 ＋B 2 } = min{1.50＋2×1.15, 4.50} = 3.80 m a my = (a t ＋a b )/2 = (B＋a b )/2 = (1.50＋3.80)/2 = 2.65 m Fly ≤ 0.7·β hp ·f t ·a my ·H = 0.7×0.97×1570.00×2.650×1.150 = 3237.56 kN，满足要求。 塔吊天然基础的计算书依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。 一. 参数信息 二. 荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 F k1=1274.21kN 2) 基础以及覆土自重标准值 G k=5×5×(1.45×25+2×17)=1756.25kN 3) 起重荷载标准值 F qk=58.8kN 2. 风荷载计算 1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.8×1.77×1.95×0.99×0.2=0.55kN/m2 =1.2×0.55×0.35×1.6=0.37kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 F vk=q sk×H=0.37×135=49.60kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 M sk=0.5F vk×H=0.5×49.60×135=3347.88kN.m 2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.30kN/m2) =0.8×1.81×1.95×0.99×0.3=0.84kN/m2 =1.2×0.84×0.35×1.6=0.56kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 F vk=q sk×H=0.56×135=76.08kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 M sk=0.5F vk×H=0.5×76.08×135=5135.31kN.m 3. 塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 M k=-1552+0.9×(850.56+3347.88)=2226.60kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 M k=-1552+5135.31=3583.31kN.m 三. 地基承载力计算 依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)第4.1.3条承载力计算。 塔式起重机方形独立基础的设计计算 余世章余婷媛 《内容提要》文章通过对天然基础的塔吊基础设计，详细论述整个基础的设计过程，经济适用，安全可靠、结构合理，思路清晰，论述精辟有据；在现场施工中，有着十分重要的指导意义。 关键词：塔机、偏心距、工况、一元三次方程、核心区、基底压力。 一、序言 随着建筑业迅猛发展，塔式起重机（简称塔机）在建筑市场中是必不可少的一项重要垂直运输机械设备；塔机基础设计，在建筑行业中是属于重大危险源的范畴，正因为如此，塔机基础设计得到各使用单位的高度重视；本人通过网络查阅过许多塔机基础设计方案，除采用桩基外，塔基按独立基础所设计的方形基础，绝大部分都按厂家说明书所提供的基础尺寸进行配筋，按规范设计计算的为数不多，厂家所提供基础大小数据有些是不满足规范要求，而塔机基础配筋绝大多数情况是配筋过大，浪费较为严重；厂家说明书所提供数据表明，地基承载力特征值小的基础外形尺寸就较大，承载力特征值较大，基础尺寸就相应的小点，似乎看起来这种做法是正确的，其实并非如此。 塔机基础型式方形等截面最为普遍，下面通过一些规范限定的条件，对方形截面独立基础规范化的设计，很有参考和实用价值。下面举例采用中联重科的塔吊类型进行论述和阐明。 二、塔吊基础设计步骤 2.1、确定塔吊型号 首先根据施工总平面图，根据建筑物外形尺寸（长、宽、高）、及材料堆放场地和钢筋加工场地，根据塔机覆盖率情况，按塔机说明书中的主要参数确定塔机型号。 2.2、根据塔机型号确定荷载 厂家说明书中都有荷载说明，按塔吊自由独立高度条件提供两组数据（中联重科），一组为工作状态（工况）荷载，另一组为非工作状态（非工况）荷载，确定出一组最不利的工况荷载。 2.3、确定塔吊基础厚度h 根据说明书中塔机安装说明，基础固定塔基及有两种形式，一种是地脚螺栓，另一种是埋入固定支腿式；因此根据塔机地脚螺栓锚固长度和支腿的埋深，可以确定塔机基础厚度h。 2.4、基础外形尺寸的确定 根据荷载大小和基础厚度h，确定独立方形基础的边长尺寸。 2.5、基础配筋计算 求出内力进行基础配筋计算，并根据《规范》的构造要求进行配筋和验算。 2.6、基础冲切、螺杆（支腿）受拉或局部受压的验算 三、方形独立基础尺寸的确定 3.1方形基础宽度B的上限值 根据上面塔机基础计算步骤可以看出，塔机基础尺寸的确定是方形基础的计算关键。利用偏心距限定条件，可求出基础最小截面尺寸。根据偏心距e（荷载按标准组合）： 塔吊基础设计计算书(桩基础) 一、编制依据 1、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002 ); 2、《建筑地基基础设计规范》(DBJ 15-31-2003 )； 3、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001 )； 4、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002 )； 5、《简明钢筋混凝土结构计算手册》； 6、《地基及基础》(高等学校教学用书)(第二版)； 7、建筑、结构设计图纸； 8、塔式起重机使用说明书； 9、岩土工程勘察报告。 二、设计依据 1、塔吊资料 根据施工现场场地条件及周边环境情况，选用1台QTZ160 自升塔式起重机。塔身自由高度56m，最大吊运高度为203米，最大起重量为10t，塔身尺寸为1.70m x 1.70m，臂长65m。 2、岩土力学资料，(BZK8孔) 3、塔吊基础受力情况 基础顶面所受垂直力 基础顶面所受水平力 基础所受倾翻力矩 基础所受扭矩 三、基础设计主要参数 基础桩： 4①800钻孔桩, 桩顶标高-2.90m ，桩长为15.96m ，桩端入微风化0.5m 。 承台尺寸：平面4.0 X 4.0m ，厚度h=1.50m ，桩与承台 中心距离为1.20m ;桩身混凝土等级：C25。 承台混凝土等级：C35 ； 承台面标高：-1.50m (原地面标高为-0.6m ，建筑物基坑开挖深度 为-11.9m )。 比较桩基础塔吊基础的工作状态和非工作状态的受力情况，桩基础 按非工作状态计算，受力如上图所示： F k =850.0kN G k = 25 X 4 X 4 X 1.50=600kN F h =70kN M k =3630+70 X 1.50=3735kN.m 四、单桩允许承载力特征值计算 1、单桩竖向承载力特征值： 1 )、按地基土物理力学指标与承载力参数计算 A p = n r 2 = 0.5027m 2 R a R sa R ra R pa (DBJ15-31-2003 ) ( 10.2.4-1 ) C 1 0.40; C 2 0.05; f rs 10MPa; f rp 10MPa R sa u q sia l i 3.1415926 0.8 (40 13.76 60 0.7) 1488.9kN F (1= /OlkliL 团 / =3630kN,tn J 丈h 80( 1 2400 -- 4000 d Fk -- Fh-- M ---- M Z ---- 塔吊基础受力示意图 Fk=850kN 假设塔吊型号:6010/23B,最大4绳起重荷载10t； 塔吊无附墙起重最大高度H=59.8m,塔身宽度B=2.0m； 承台基础混凝土强度:C35, 厚度Hc=1.35m，承台长度Lc或宽度Bc=6.25m； 承台钢筋级别:Ⅱ级,箍筋间距S=200mm,保护层厚度:50mm； 承台桩假设选用4根φ400×95（PHC-A）预应力管桩，已知每1根桩的承载力特征值为1700KN； 参考塔吊说明书可知： 塔吊处于工作状态（ES）时： 最大弯矩Mmax=2344.81KN·m 最大压力Pmax=749.9KN 塔吊处于非工作状态（HS）时： 最大弯矩Mmax=4646.86KN·m 最大压力Pmax=694.9KN 2、对塔吊基础抗倾覆弯矩的验算 取塔吊最大倾覆力矩，在工作状态（HS）时：Mmax=4646.86KN·m，计算简图如下： 2.1 x、y向，受力简图如下： 以塔吊中心O点为基点计算： M1=M=4646.86KN·m M2=2.125·R B M 2=M1 ·R B=4646.86 B=2097.9KN ＜2×1800=3600KN（满足要求） 2.2 z向，受力简图如下： 以塔吊中心O点为基点计算： M1=M=4646.86KN·m M2=3·R B M R B=4646.86 ＜1800KN（满足要求） 3、承台桩基础设计 3.1 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 计算简图如下： 上图中X轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。 3.1.1 桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条) 其中 n——单桩个数，n=4； F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，等同于前面塔吊说明书中的P； 塔吊天然基础计算书 一、参数信息 塔吊型号:JL5613，塔吊起升高度H=80.00m， 塔吊倾覆力矩M=1930kN.m，混凝土强度等级:C35， 塔身宽度B=1.5m，起重：6T 自重F1=800kN，基础承台厚度h=1.6m， 最大起重荷载F2=60kN，基础承台宽度Bc=5.00m， 钢筋级别:三级钢。 二、塔吊基础承载力计算 依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。 计算简图: 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式： 式中F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=860.00kN； G──基础自重 G=25.0×5×5×1.6=1000.00kN； Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.000m； W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.833m3； M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1930.00kN.m； e──偏心矩，e＝M / (F + G)＝1.0376 m,故e>承台宽度/6=0.833 m； a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算： a= Bc / 2 - M / (F + G)=1.4624m。 经过计算得到: 有附着的压力设计值P=(860.000+1000.00)/5.0002=74.4kPa； 偏心矩较大时压力设计值Pkmax=2×(860.000+1000.00)/(3×5.000×1.462 4)=169.584kPa。 三、地基承载力验算 依据设计强风化泥质粉砂岩地基承载力特征值fak=500kPa. 一、工程概况： 本工程为世纪花园C区多层住宅楼，位于哈尔滨市江北新城区。 该工程基础采用静压预应力混凝土薄壁管桩，砖混结构，垂直运输用具采用哈尔滨东建机械公司生产的QTZ400型塔式起重机。 二、吊车简介： 哈尔滨东建机械公司生产的QTZ400塔式起重机为水平臂架、小车变幅、上回转、液压顶升式起重机，其臂长为40m，最大起重力矩294KN·M(30t·m)，塔机独立使用时起升高度最大为28m，使用附着杆后最大起升高度为80m。 起重机的设计参数 三、塔吊的基础位置及详图 塔吊位置见附图（1）。塔吊基础底标高为-2.0m，基础形式原说明书为条型梁基础，考虑到江北风荷栽比较大，地基土质松散（多数表面为回填土）为保证安全改为静压预应力薄壁管+筏片式基础，基础厚600mm，砼为 C30，含有2根交叉L-1梁，梁尺寸为宽×高 600×900mm。（静压桩R300MM，桩长度打入深度参照相临楼基础）。 该基础的详图见下图。 上下各4根φ12 吊车基础平面图 四、塔吊基础验算： G：基础承受的回填土的荷栽，因为本基础不回填土方，所以可省略不记； f ：基础桩承承载力，根据设计参考单庄承载力600 KN； 3、验算： N+G=280 KN f *A=600 KN/ 单庄 *5 根=3000 KN ∵f *A >N +G基础的整体刚度较好，可以均匀受力 ∴本基础满足塔吊垂直荷栽的使用要求。 （二）基础承受吊车水平荷载的验算 1、前提：⑴地脚螺栓与砼基础结合牢固；⑵基础所受水平荷载由单个梁承受；⑶不考虑梁内配筋。 2、基本公式：砼梁验算 V≤0.3fcbh0 螺栓验算 V0≤f vb *A 3、基本数据： V ：吊车作用于基础的水平荷载，据前表得60.5KN； V0 ：单个螺栓承受的吊车水平荷载，即V/16=3.8KN； f vb ：螺栓抗剪设计强度，查表得170N/mm2； fc ：砼的抗压设计强度，查表得14.5 N/mm2（因砼为C30）； A：螺栓截面积，为122 *3.14=452.16 mm2 b ：梁的宽度，这里取900mm； h0 ：梁的有效高度，这里取575mm。 解放军第八五医院新建病房综合楼工程TC6515型塔式起重机 基 础 施 工 方 案 施工单位：中夏建设集团 编制单位：上海颐东机械施工工程有限公司 日期：2010.11.22 版次：专家评审后修改版 塔式起重机安拆施工方案审批表 TC6515塔吊基础的计算书 1工程概况 解放军第八五医院新建病房综合楼工程位于上海市长宁区1328号。因工程建设需要欲安装一台TC6515塔机。本塔机最大独立高度为60米，初始安装高度50米。塔机的基础为混凝土承台＋格构柱＋灌注桩的形式。塔机混凝土承台尺寸为6500×6500×1400，承台面标高为－2.4米，混凝土型号不低于C35，配筋为纵横各不小于35根直径25的螺纹钢；格构柱截面尺寸为430×430，主肢为L180×180×18，缀板400×20×10＠600，最大悬高9.35米，格构柱插入承台尺寸为600，插入灌注桩尺寸为3000；灌注桩为4根￠800的灌注桩，桩间距为4300，混凝土型号为C35，桩长33.85米，桩底标高为－45.6米。 2编制依据 2.1《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规范》JGJ196－2010 2.2《钢结构设计规范》GB50017－2003 2.3《建筑桩基技术规范》JGJ94－2008 2.4《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009 2.5《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 3施工注意事项 3.1钻孔灌注桩强度等级为C35，（按《建筑机械使用安全规程JGJ33-2001中 4.4.2条规定》，其施工时严格按照规范要求施工，超灌部分在地下室底板范围内，地下室施工时，需将钢构柱内的砼凿除干净后，在各格构柱的角钢上焊接钢板止水片。 3.2钢格构柱与灌注桩的搭接长度为3m，要求与钢筋笼主筋焊接，在下钢筋笼时，应严格控制四根钢格构柱的方向成正方形布置，以保证其外围槽钢加固杆的焊接。 3.3格构柱的主肢全长为11.55米，使用整长为12米的角钢焊接而成，不允许中间对接。 3.4塔吊底座与塔吊的安装应该按塔吊出场说明书要求执行，控制好预埋螺栓的位置及锚固深度，钢格构柱顶段应浇入塔基承台内0.6m。 3.5【20槽钢外围加固杆应随挖土深度及时焊接，每隔2.2米焊接水平支撑、斜向剪刀撑及水平剪刀撑。钢格构柱体露在土层以上格构的高度不得大于1.5米。斜向剪刀撑及水平剪刀撑的中间，一定要彼此连接好。具体的水平支撑、斜向剪刀撑及水平剪刀撑见附图。 3.6所有钢构件的焊接均为接触边长度内满焊，焊接厚度大于8mm。 3.7格构周围50cm以内的土，在开挖的时候，不允许使用大型机械进行开挖，必须使用人工进行挖土，以防止大型机械破坏格构柱。 3.8塔机在第一次安装好以后，需要顶升级到51米高，高于周围建筑物的高度。此后塔机在做附墙以前不再进行加节顶升。 塔吊基础方案 一、工程概况 1、本工程位于松江区九亭镇，地块南临蒲汇塘河，东临沪亭路，西临横泾河，北临沪松公路并与地铁9#线车站一墙之隔，与9#线车站物业开发管理为一个整体。地块面积41162㎡，由3#、4#、5#、6#、7#、8#公寓楼及9#酒店、10#办公楼组成。 2、因地块面积巨大，根据塔吊平面布置应最大程度满足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原则，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊来满足施工需要，按照施工组织总设计要求拟搭设6台附墙式塔吊，其中QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M）2台，QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩800KN.M）4台，平面位置详附图。 3、拟建建筑物高度及层数 4、根据建筑物高度，1#塔吊位于3#楼西北侧位置，搭设高度为86M；2#塔吊位于9#楼南侧位置，搭设高度为114M；3#塔吊位于5#楼西北侧位置，搭设高度为77M，设水平限位装置；4#塔吊位于10#楼东南侧位置，搭设高度为114M；5#塔吊位于6#楼西北侧位置，搭设高度为100M，6#塔吊位于8#楼西北侧位置，搭设高度为100M。其中5#、6#塔吊为QTZ80B，其余4台为QTZ80A。 5、塔吊应在土方开挖前安装完毕，故采用型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊安全、稳定和牢固可靠，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加快施工进度和确保工程质量。 6、本工程采用钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-8.000、-8.800、-9.100，本工程±0.000相当于绝对标高6.150M，自然地坪标高相对于绝对标高-1.45M。 7、根据本工程地质勘察报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表： 8、塔式起重机主要技术性能表 二、塔吊布置原则 本工程作业面积大，综合考虑塔吊的作用半径、起吊重量、基础工程桩位布置、围檩支撑结构设计、房屋结构设计、经济性比较后，作出以下布置原则。 塔吊基础承载力及稳定性计算书 一、工程概况 嘉兴市清华长三角研究院创业大厦工地拟采用QTZ63型塔吊。工地南侧塔吊高度为120M，北侧塔吊高度为40M。 根据使用说明书中提供的数据：QTZ63型塔吊最大起重矩为630KNM，塔机自重38T。当采用5×5M×1.350M基础时，基础顶面所受弯矩M=1252.4KNM，基础所受垂直荷载N1=473KN，基础砼重N2=800KN，受力情况见图（A）、（B） 根据对基础地耐力要求，若采用浅基大板基础（即5×5M×1.350M 砼基础），地耐力应不低于140KPa，而本工程塔基所处土层③层提供的地耐力为70KPa，不满足，因此考虑采用桩基础。为此需对桩基支承的大板基础进行桩基强度验算及抗倾覆稳定性计算。 计算依据：《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94国标） 《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003省标）二、塔吊基础设计参数： 塔吊基础剖面见图（C） 塔吊桩基础采用直径600㎜的钻孔灌注桩的有效长度为16.55M，桩穿越如下土层（按J7钻孔）：③a(厚1.18M)、③（厚6.80）、 ③b（厚4.50）和⑤2-1（厚4.7M）。钻孔桩配筋：主筋Ф14Ф16， 箍筋Ф10＠300，采用C30砼。 根据地质报告（浙江省工程勘察院《浙江清华长三角研究院院区北区创业大厦岩土工程勘察报告》），桩基所穿越土层的力学参数， Ra=U∑ψsia q sia L i+A q pa =0.6×3.14(1×12×1.18+1×7×6.80+1×14×4.50+1×27×4.07)+3.14×0.32×2000 =442.08+565.2 =1007.28KN 固定式塔吊基础设计计算书 由长沙中联重工的塔吊说明书得： 支腿固定式基础荷载： 初步取塔吊基础尺寸为5米×5米×1.5米，塔吊基础设计地基承载力为160Kpa/m2 一、基础几何尺寸的确定 1、塔式起重机基础受偏心荷载的作用，确定方形基础的几何尺寸： 按照轴心受压，用下式估算基础底面积A0： A0≥F v /(f a-r G d) 式中：A0—基础底面面积（m2）； f a—地基承载力，由实地勘探确定，此处由36#墩实验报告为220Kpa； r G—基础及其上覆土体的混合重度（KG/m3）； F v—作用在基础上的竖向荷载标准值（KN）； d—基础埋置深度（m）； f a=220；r G=511.2/5×5×1.5+24=37; F v=511.2;d=1.5; A0=511.2/(200-37)=3.14（m2）； 取偏心荷载的基础底面积A1=1.1～1.4 A0，根据A1初步确定方形基础的边长b，同时b要满足大于等于塔吊标准节宽度乘以两倍基础厚度h。 取A1=1.3A0=4.08（m2） b=√4.08=2.02m， 塔吊标准节乘以两倍的基础厚度h，=1.6×2×1.5=4.8（m） 实际选择塔机基础宽度为5米＞4.8米＞2.02米， 所以选择塔机基础尺寸5米×5米×1.5米符合设计要求。 2、固定式基础需满足整体抗倾覆要求： （F v+F g）×b/2≥Km 式中F g—混凝土基础的重力（KN）,Fg=rb2h,其中r为混凝土容重，取24KN/m3，h为基础高度； M—作用在基础上的弯矩标准值（KN.m）； b—独立基础底边边长（m）； k—安全系数，一般取2； h—基础厚度（m） 将各值代入到公式：F g=rb2h=24×5×5×1.5=900（KN） kM=2×1552=3104（KN.m） （F v+F g）×b/2=（511.2+900）×5/2=3528（KN.m）由于3528＞3104，所以塔机基础抗倾覆满足设计要求。 二、地基承载力验算与整体抗倾覆验算 当固定式塔机达到最大独立高度并且未进行附着时，塔机对基础的荷载最大。独立固定式及固定附着式对其基础要求比较严格，其支腿或地脚螺栓要埋入特制的混凝土内。设计时要满足抗倾覆稳定性、地面压应力要求，其公式如下： 混凝土基础抗倾覆稳定性公式如下： e=(M+F h.h)/(F v+F g)≤b/3 6#塔吊单桩基础的计算书 依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。 一. 参数信息 本计算书参考塔吊说明书荷载参数进行验算。 塔吊型号:TC6513-6 塔机工作状态:Fv=541.6kN,Fh=23.8kN 塔机非工作状态:Fv=475.3kN,Fh=93.5kN 工作状态倾覆力矩:M=1936.0kN.m 非工作状态倾覆力矩:M=2562.3kN.m 塔吊计算高度:H=114m 塔身宽度:B=1.8m 桩身混凝土等级:C35 桩钢筋级别:HRB400E 桩直径: d=1.00m 桩入土深度: 32m 保护层厚度:70mm 承台混凝土等级:C35 矩形承台边长:6m 承台厚度:Hc=1.35m 承台顶面埋深:D=0.00m 承台顶面标高:-5.100m 地下水位标高:-6.5m 二. 荷载计算 1. 塔机基础竖向荷载 1) 塔机工作状态竖向荷载标准值 F =541.6kN k 2) 塔机非工作状态竖向荷载标准值 F =475.3kN k 3) 基础以及覆土自重标准值 G =6×6×1.35×25=1215kN k 2. 塔机基础水平荷载 1) 工作状态下塔机基础水平荷载标准值 = 23.80kN F vk 2) 非工作状态下塔机基础水平荷载标准值 F = 93.50kN vk 3. 塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 = 1936.00kN.m M k 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 = 2562.30kN.m M k 三. 承台计算 承台尺寸:6000mm×6000mm×1350mm 单桩承台的承台弯矩两个方向都为0(kN.m)，所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！ 四. 桩身最大弯矩计算 计算简图： 1.1QTZ250(TCT7527-20)支腿固定式在不同臂长不同独立高度时的基础荷载 1.2根据上述塔吊厂家提供参数可选（31.5吊钩下高度米，起重臂60米）对应本实际工程： 载荷倾覆力矩 (Mv) 水平力(Fh)塔机重量(Fv) 工作状态3666KNm30.4KN1239.1KN 非工作状态1461.1KNm101KN941.2KN 1.3 基础自重： 1.4轴心荷载作用下 工作状态： 非工作状态下： 1.5单向偏心荷载作用下 工作状态： 偏心距：= 由于 非工作状态下： 偏心距：= 1.6双向偏心计算 工作状态： 偏心距：= ==1.268cos45=0.896 m = = 由于 非工作状态下： 偏心距：= ==0.617cos45=0.436m = = 1.7塔基混凝土抗冲切验算 根据<<建筑地基基础设计规范>>第8.2.7条 o m t hp l h a f F β7.0≤ 2/)(b t m a a a += i j l A p F = l F ——作用在l A 上的地基土反力设计值； hp β——受冲切承载力截面高度影响系数，当h 不大于800mm 时，hp β取1.0； 当h 大于等于2000mm 时，hp β取0.9，其间按线性内插法取用； t f ——混凝土轴心抗拉强度设计值（按C35计算取1.57）； 0h —— 基础冲切破坏锥体的有效高度； （此处取1550） m a ——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度； t a —— 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上的上边长；当计算柱与基 础交接处的受冲切承载力时 取柱宽即塔吊宽度，2m ； b a —— 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下 边长； 当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度即2+2*1.55=5.1m ； 则 j p ——扣除基础自重及上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土 单面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大的地基 土单位面积净反力；此处取值为183.87KN/m 2 , 136.2 l A ——冲切验算时取用的部分基底面积。 塔吊基础设计计算书(桩基础) 编制依据 《建筑地基基础设计规范》( GB50007-2002 ); 《建筑地基基础设计规范》( DBJ 15-31-2003 )； 《建筑结构荷载规范》( GB 50009-2001 )； 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002 )； 《简明钢筋混凝土结构计算手册》； 《地基及基础》(高等学校教学用书)(第二版)； 建筑、结构设计图纸； 塔式起重机使用说明书； 岩土工程勘察报告。 设计依据 塔吊资料 根据施工现场场地条件及周边环境情况，选用1台QTZ160自升塔式起重机。塔身自由高度56m,最大吊运高 度为203米，最大起重量为10t，塔身尺寸为1.70m x 1.70 m, 臂长65m。 岩土力学资料，(BZK8 孔) 塔吊基础受力情况 基础设计主要参数 4 ①800钻孔桩， 基础桩： 标高-2.90m ，桩长为15.96m ，桩端 桩顶 入微风化 0.5m 。 承台尺寸：平面 4.0 X 4.0 m,厚度 h=1.50m ，桩 与承台 中心距离为 1.20m ;桩身混凝土等级： C25。 承台混凝土等级： C35; 承台面标高：-1.50m (原地面标高 为-0.6m ，建筑物基 坑开挖深度 为-11.9m ) 比较桩基础塔吊基础的工作状态和非工作状态的受力 情况，桩基础按 非工作状态计算，受力如上图所示： Fk=850.0kN Gk=25X 4X 4X 1. 50=600kN Fk Fh M Mz 工作状态 950 30 2780 340 非工作状 态 850 70 3630 F k ----基础顶面所受垂直力 F h ----基础顶面所受水平力 M ----基础所受倾翻力矩 M----基础所受扭矩 Fh F k 塔吊基础受力示意图 Fk=8bOk \ =363%N.m 2430 =70kbL. 400C 7 种塔吊基础计算 目录 一、单桩基础计算 二、十字交叉梁基础计算 三、附着计算 四、天然基础计算 五、三桩基础计算书 六、四桩基础计算书 七、塔吊附着计算 一、塔吊单桩基础计算书 一. 参数信息 塔吊型号:QT60,自重(包括压重)F1=245.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN 塔吊倾覆力距M=600.00kN.m,塔吊起重高度H=50.00m,塔身宽度B=1.60m 混凝土强度:C35,钢筋级别:Ⅱ级,混凝土的弹性模量 Ec=14500.00N/mm2 桩直径或方桩边长 d=2.50m,地基土水平抗力系数 m=8.00MN/m4 桩顶面水平力 H0=100.00kN,保护层厚度:50mm 二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 1. 塔吊自重(包括压重)F1=245.00kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2×(F1+F2)=366.00kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4×600.00=840.00kN.m 三. 桩身最大弯矩计算 计算简图： 1. 按照m法计算桩身最大弯矩： 计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。 (1) 计算桩的水平变形系数(1/m): 其中 m──地基土水平抗力系数； b0──桩的计算宽度，b0=3.15m。 E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=9715.00N/mm2； I──截面惯性矩，I=1.92m4； 经计算得到桩的水平变形系数: =0.271/m (2) 计算 D v: D v=100.00/(0.27×840.00)=0.45 (3) 由 D v查表得：K m=1.21 (4) 计算 M max: 经计算得到桩的最大弯矩值: M max=840.00×1.21=1018.87kN.m。 由 D v查表得：最大弯矩深度 z=0.74/0.27=2.78m。 、工程概况: 本工程为世纪花园 C 区多层住宅楼，位于哈尔滨市江北新城区。 该工程基础采用静压预应力混凝土薄壁管桩，砖混结构，垂直运输用具采用哈尔滨东建机械公司生产的 QTZ400 型塔式起重机。 二、吊车简介： 哈尔滨东建机械公司生产的 QTZ400塔式起重机为水平臂架、小车变幅、上回转、液压顶升式起重机，其臂长为 40m ，最大起重力矩 294KN ? M （30t ? m ），塔机独立使用时起升高度最大为 28m ，使用附着杆后最大起升高度为 80m 。 起重机的设计参数 三、塔吊的基础位置及详图 塔吊位置见附图（1）。塔吊基础底标高为 -2.0m ，基础形式原说明书为条型梁基础，考虑到江北风荷栽比较大， 地基土质松散（多数表面为回填土）为保证安全改为静压预应力薄壁管 +筏片式基础，基础厚 600mm ,砼为 C30，含有2根交叉L-1梁，梁尺寸为宽X 高 600 X 900mm 。（静压桩R300MM ，桩长度打入深度参照相临楼基 础）。 该基础的详图见下图。 上下各4根? 12 吊车基础平面图 四、塔吊基础验算: G :基础承受的回填土的荷栽，因为本基础不回 f :基础桩承承载力，根据设计参考单庄承载力 3、验算： N+G=280 KN f *A=600 KN/ ??? f *A >N +G 基础的整体刚度较好，可以均匀受力 ? ??本基础满足塔吊垂直荷栽的使用要求。 （二）基础承受吊车水平荷载的验算 1、 前提：⑴地脚螺栓与砼基础结合牢固；⑵基础所受水平荷载由单个梁承受；⑶不考虑梁内配筋。 2、 基本公式：砼梁验算 V < 0.3fcbh0 螺栓验算 V0 < f vb *A 3、 基本数据： V :吊车作用于基础的水平荷载，据前表得 60.5KN ; V0 :单个螺栓承受的吊车水平荷载，即 V/16=3.8KN ; f vb :螺栓抗剪设计强度，查表得 170N/mm2 ; fc :砼的抗压设计强度，查表得 14.5 N/mm2 （因砼为C30）; A :螺栓截面积，为 122 *3.14=452.16 mm2 b :梁的宽度，这里取 900mm ; h0 :梁的有效高度，这里取 575mm 。 填土方，所以可省略不记; 600 KN ; 单庄*5根=3000 KN 塔吊基础承载力计算书 编写依据塔吊说明书要求及现场实际情况，塔基承台设计为5200m×5200m×1.3m，根据地质报告可知，承台位置处于回填土上，地耐力为4T/m2，不能满足塔吊说明书要求的地耐力≥24T/m2。为了保证塔基承台的稳定性，打算设置四根人工挖孔桩。 地质报告中风化泥岩桩端承载力为P＝220Kpa。按桩径r＝1.2米，桩深h＝9米，桩端置于中风化泥上（嵌入风化泥岩1米）进行桩基承载力的验算。 一、塔吊基础承载力验算 1、单桩桩端承载力为： F1=S×P=π×r2×P＝π×0.62×220＝248.7KN=24.87T 2、四根桩端承载力为： 4×F1＝4×24.87＝99.48T 3、塔吊重量51T（说明书中参数） 基础承台重量：5.2×5.2×1.3×2.2＝77.33T 塔吊＋基础承台总重量＝51＋77.33=128.33T 4、基础承台承受的荷载 F2＝5.2×5.2×4.0=108.16T 5、桩基与承台共同受力＝4F1+F1=99.48+108.16=207.64T>塔吊基础总重量＝128.33T 所以塔吊基础承载力满足承载要求。 二、钢筋验算 桩身混凝土取C30，桩配筋23根ф16，箍筋间距φ8@200。 验算要求轴向力设计值N≤0.9(fcAcor+fy’AS’+2xfyAsso) 必须成立。 Fc=14.3/mm2（砼轴心抗压强度设计值） Acor＝π×r2/4（构件核心截面积） ＝π×11002/4＝950332mm2 fy’=300N/MM2（Ⅱ级钢筋抗压强度设计值） AS’=23×π×r2/4＝23×π×162/4 ＝4624mm2（全部纵向钢筋截面积） x＝1.0（箍筋对砼约束的折减系数，50以下取1.0） fy=210N/mm2 （Ⅰ级钢筋抗拉强度设计值） dCor＝1100mm （箍筋内表面间距离，即核心截面直径） Ass1＝π×r2/4＝π×82/4＝16×3.14＝50.24mm2（一根箍筋的截面面积） S螺旋箍筋间距200mm A’sso=πdCorAssx/s =π×1100×50.24/200=867.65mm2（螺旋间接环式或焊接，环式间接钢筋换算截面面积）因此判断式 N≤0.9(fcAcor+fy’AS’+2xfyAsso)=0.9(14.3×950332＋300×4624+2×1.0×210×867.65)=15341360.6N 248.7KN<12382.87KN 经验算钢筋混凝土抗拉满足要求。 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》GB 50007-2011 一、塔机属性 二、塔机荷载 塔机竖向荷载简图 1、塔机自身荷载标准值 2、风荷载标准值ωk(kN/m2) 3、塔机传递至基础荷载标准值 4、塔机传递至基础荷载设计值 三、基础验算 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： G k=AhγC=21.84×1.25×25=682.5kN 基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.2G k=1.2×682.5=819kN 1、偏心距验算 条形基础的竖向荷载标准值： F k''=(F k+ G k)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=(M k+F Vk·h)/ F k''=(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 P kmin= F k''/A0-(M k+F Vk·h)/W=870.127/15.96-(681.167+18.927×1.25)/15.263=8.341kPa P kmax= F k''/A0+(M k+F Vk·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 P min= F''/A0-(M+F V·h)/W=1064.234/15.96-(1004.048+26.498×1.25)/15.263=-1.271kPa P max= F''/A0+(M+F V·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 P k=(F k+G k)/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 f a=f ak+εdγm(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 P k=54.519kPa≤f a=140.88kPa 满足要求！ 康复病房综合楼（三期）工程塔吊基础验算 1#机：塔吊型号：QTZ80（TC6010A-6/ TC6010AZ-6）自升式塔式起重机计算依据：选用《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJT 187-2009。 根据需求，现场拟部署2台塔吊进行材料垂直运输，带附墙，在附墙安装前自由高度为40米，均采用钻孔灌注桩基础。 根据两台塔吊所处的位置，基础选用对应的地质参数分别进行计算，其中1#机位置的岩土设计参数选用孔号ZK33。 一、基本参数 1、塔吊采用固定式基础，根据塔吊使用说明书P39/118页表5-1，基础载荷如下： 基础载荷和建筑物载荷表 其中：P1为基础所受的垂直力； P2为基础所受的水平力； M为基础所受的倾覆力矩； MK为基础所受的扭矩。 基础受力简图 2、岩土层参数 根据塔吊的现场布置位置，并参照《岩土工程勘察报告书》，选择最不利的地质情况进行 验算。 塔吊基础的采用钻孔灌注桩，灌注桩有效桩长13.0m ，桩顶黄海高程为6.10m ，参照该处的地质剖面图，灌注桩穿过土层的地质工程特性指标标准值一览表如下（孔号ZK33参数）： 桩穿入的土层厚度及工程特性指标标准值一览表 3、基础参数 根据施工现场的情况以及地质状况，塔吊基础拟采用矩形承台钻孔灌注桩基础。 （1）钻孔灌注桩桩径600mm ，桩间距为3.80m ，有效桩长13.0m 。 （2）矩形承台尺寸a ×b ×h=5000×5000×1350mm 。 （3）灌注桩、承台混凝土强度等级为C35，轴心抗压强度设计值fc ＝16.7N/mm 2，轴心抗拉强度设计值 ft ＝1.57N/mm 2；钢筋采用Ⅲ级，f y =360N/mm 2，保护层厚度: 50mm 。尺寸如图： 塔式起重机基础施工方案 塔机型号：TC6012 工程名称：XXXX项目土建施工 暨水电安装工程一期公建区编制： 审核： 编制时间：2020-3-12 目录 一、编制依据 (3) 二、工程概况 ............................................................................................. 错误!未定义书签。 三、塔吊相关参数...................................................................................... 错误!未定义书签。 四、塔吊基础选型...................................................................................... 错误!未定义书签。 五、塔吊基础施工技术措施及质量验收...................................................... 错误!未定义书签。 六、塔吊基础验算...................................................................................... 错误!未定义书签。 塔吊基础施工方案 一、编制依据 1、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992） 2、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJT187-2009） 3、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010） 4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011） 5、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2011） 6、《先张法预应力混凝土管桩》（GB 13476-2009） 7、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 8、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》（JGJ 196-2010） 9、本工程施工组织设计； 10、项目工程岩土工程勘察报告； 11、本工程设计图纸； 12、TC6012型塔式起重机使用说明书。 如需要验算塔吊基础专业认证高级工程师保证出具专项方案以 及最合理的计算书，扫描加微信提供塔吊的主要参数，准备好塔吊主要参数： 塔吊基础专项施工方案 一、工程概况： 1、工程名称：洲技产品研发、生产工业园车间四~十四、办公楼项目 2、工程地点：东西湖区长青街十五支沟东、革新大道北 3、建设单位：武汉炬辉照明有限公司 4、设计单位：国家发展和改革委员会国家物资储备局设计院 6、地质勘察单位：武汉百思特勘察设计有限公司 7、监理单位：湖北天慧工程咨询有限公司 8、施工单位：湖北鹏程建设工程有限公司 本工程为1栋16层的办公楼，框架剪力墙结构，总建筑面积19258.9㎡，；地上16层；地下1层；建筑高度：49.6m；标准层层高：3m 。另有11栋车间，框架结构，均为地上4层，建筑高度均为19.2m，工程相对标高±0.000相当于绝对标高21.3m。本工程塔吊1台，覆盖办公楼、12～14#车间共四栋楼。 二、编制依据: 1、洲技产品研发、生产工业园车间四~十四、办公楼工程施工总平图； 2、洲技产品研发、生产工业园车间四~十四、办公楼地质勘察报告； 3、 80(5710)塔式起重机使用说明书； 4、《塔式起重机设计规范》（13752-1992） 5、《地基基础设计规范》（50007-2002） 6、《建筑结构荷载规范》（50009-2001） 7、《建筑安全检查标准》（59-99） 8、《混凝土结构设计规范》（50010-2002） 9、《建筑桩基技术规范》（94-2008）。 三、塔吊平面布置： 本工程配置塔吊1台 80(5710)塔吊，位于地下室的南面，采用桩上承台式，其平面布置详见平面布置图。 四、塔吊基础设计： 1、塔吊采用桩上承台式，塔吊基础桩采用4根800钻孔灌注桩,桩中心距3400，桩身砼强度等级考虑进度要求采用C30，内配筋选用1014，螺旋箍 8@200，加强筋14@2000，钢筋笼长度全桩长配置，2/3以下钢筋减半，桩顶锚入承台100，桩筋锚入承台长度不少于500，桩上承台尺寸为5000×5000×1500，配筋16@160双层双向。塔吊承台做100厚C15砼垫层，基础砼强度等级为C30. 2、塔吊基础设计承台、桩顶、桩底标高 塔吊，位于地下室部位的南面，搭设高度70米，采用附着式高度，工程相对标高±0.000相当于绝对标高21.3m，承台面标高-3.400m，（黄海高程17.900m），桩顶标高-4.800m （黄海高程16.500m），有效桩长（计算桩长）35～36m，进入持力层6-2层≥7.5m为准。 五、塔吊的基本参数信息 塔吊型号：80，塔吊起升高度H：70.000m， 塔身宽度B：1.6m，基础埋深D：1.500m， 自重F1：440.02，基础承台厚度：1.50m， 最大起重荷载F2：80，基础承台宽度：5.000m， 桩钢筋级别400，桩直径或者方桩边长：0.800m， 桩间距a：3.4m，承台箍筋间距S：160.000， 承台混凝土的保护层厚度：50，承台混凝土强度等级：C30； 六、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 塔吊自重（包括压重）F1=440.02， 塔吊最大起重荷载F2=80.00， 作用于桩基承台顶面的竖向力1.2×(F12)=624.02， 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算： ＝1350·m； 七、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算塔吊天然基础的计算书(pkpm计算)
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