QTZ400塔吊基础计算书

一. 参数信息

  塔吊型号:QTZ400，         自重(包括压重)F1=287.83kN，   

 最大起重荷载F2=40.00kN，  塔吊倾覆力距M=400.00kN.m， 

 塔吊起重高度H=40.80m，    塔身宽度B=1.50m，

  混凝土强度等级:C25，       基础埋深D=1.60m，        

  基础最小厚度h=1.65m，     基础最小宽度Bc=5.00m，

二. 基础最小尺寸计算

  1． 最小厚度计算

    依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力，按照下式进行抗冲切计算：

                 其中 F──塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力；其它参数参照规范。

    计算方案：当F取塔吊基础对基脚的最大压力，将h01从0.8m开始，每增加0.01m，至到满

  足上式,解出一个h01；当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时，同理,解出一个h02，最后h01与

  h02相加，得到最小厚度H。经过计算得到：

    塔吊基础对基脚的最大压力F=250.00kN时，得h01=0.80m；

    塔吊基础对基脚的最大拔力F=200.00kN时，得h02=0.80m；

    解得最小厚度 Hc=h01+h02+0.05=1.65m；

    实际计算取厚度为:Hc=1.65m。

  2． 最小宽度计算

    建议保证基础的偏心距小于Bc/4，则用下面的公式计算：

  其中 F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载，F=1.2×327.83=393.40kN；

    G──基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D) =527.62kN；

    M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×400.00=560.00kN.m。

    解得最小宽度 Bc=2.45m，且还应该满足:Bc>=2h+B=4.80m。

    实际计算取宽度为 Bc=5.00m。

三. 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：

    当考虑偏心距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，压重和最大起重荷载,F=1.2×327.833333333333=393.40kN；

    G──基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D) =2197.50kN；

    Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.00m；

    W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3；

    M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×400.00=560.00kN.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=5.00/2-560.00/(393.40+2197.50)=2.28m。

  经过计算得到:

    无附着的最大压力设计值 Pmax=(393.40+2197.50)/5.002+560.00/20.83=130.52kPa

    无附着的最小压力设计值 Pmin=(393.40+2197.50)/5.002-560.00/20.83=76.76kPa

    有附着的压力设计值 P=(393.40+2197.50)/5.002=103.kPa

    偏心距较大时压力设计值 Pkmax=2×(393.40+2197.50)/(3×5.00×2.28)=151.26kPa

四. 地基基础承载力验算

    地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。

  计算公式如下: 

  其中 fa──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；

    fak──地基承载力特征值，取110.00kN/m2；

      b──基础宽度地基承载力修正系数，取0.30；

      d──基础埋深地基承载力修正系数，取1.60；

      ──基础底面以下土的重度，取18.00kN/m3；

    γm──基础底面以上土的重度，取18.00kN/m3；

    b──基础底面宽度，取5.00m；

    d──基础埋深度,取1.60m。

    解得地基承载力设计值 fa=152.48kPa

    实际计算取的地基承载力设计值为:fa=152.48kPa

    地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=130.52kPa，满足要求！

    地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=151.26kPa，满足要求！

五. 受冲切承载力验算

    依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条。

  验算公式如下: 

  式中 hp──受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.93；

    ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kPa；

    am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:

        am=[1.50+(1.50 +2×1.65)]/2=3.15m；

    h0──承台的有效高度，取 h0=1.6m；

    Pj──最大压力设计值，取 Pj=151.26kPa；

    Fl──实际冲切承载力：

        Fl=151.26×(5.00+4.80)×0.10/2=74.12kN。

  允许冲切力：

    0.7×0.93×1.57×3150×1600=5151232.80N=5151.23kN

    实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

六. 承台配筋计算

    依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条。

  1.抗弯计算，计算公式如下: 

  式中 a1──截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=1.75m；

      P──截面I-I处的基底反力:

        P=151.26×(3×1.50-1.75)/(3×1.50)=92.44kPa；

      a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.50m。

  经过计算得 M=1.752×[(2×5.00+1.50)×(151.26+92.44-2×2197.50/5.002)+(151.26-92.44)×5.00]/12

          =274.32kN.m。

  2.配筋面积计算,公式如下: 

    依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第7.2条。

  式中 1──系数，当混凝土强度不超过C50时， 1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

          1取为0.94,期间按线性内插法确定；

      fc──混凝土抗压强度设计值；

      h0──承台的计算高度。

  经过计算得 s=274.32×106/(1.00×16.70×5.00×103×16002)=0.001

          =1-(1-2×0.001)0.5=0.001

          s=1-0.001/2=0.999

          As=274.32×106/(0.999×1600×300.00)=571.87mm2。

  由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:12375mm2。

  故取 As=12375mm2。