QTZ120塔吊安全计算

    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

1. 自重荷载及起重荷载

1) 塔机自重标准值

   Fk1=0kN

2) 基础以及覆土自重标准值

   Gk=7×7×1.50×25=1837.5kN

   承台受浮力：Flk=7×7×14.60×10=7154kN

3) 起重荷载标准值

   Fqk=119.99kN

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) 

   =0.8×1.59×1.95×1.2×0.2=0.60kN/m2

   =1.2×0.60×0.35×2=0.50kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

   Fvk=qsk×H=0.50×60.00=30.00kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

   Msk=0.5Fvk×H=0.5×30.00×60.00=900.09kN.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=0.35kN/m2) 

   =0.8×1.63×1.95×1.2×0.35=1.07kN/m2

   =1.2×1.07×0.35×2=0.90kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

   Fvk=qsk×H=0.90×60.00=53.83kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

   Msk=0.5Fvk×H=0.5×53.83×60=1614.78kN.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

   Mk=5231+0.9×(1830+900.09)=7688.08kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

   Mk=5231+1614.78=6845.78kN.m

三. 承台计算

    承台尺寸:7000mm×7000mm×1500mm

    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. 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α(1/m):

其中  m──地基土水平抗力系数；

   b0──桩的计算宽度，b0=2.52m。

   E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=21775.00N/mm2；

   I──截面惯性矩，I=0.52m4；

经计算得到桩的水平变形系数:

α=0.541/m

(2) 计算 Dv:

   Dv=53.83/(0.54×7688.08)=0.01

(3) 由 Dv查表得：Km=1.00

(4) 计算 Mmax:

经计算得到桩的最大弯矩值:

   Mmax=7688.08×1.00=7708.71kN.m。

由 Dv查表得：最大弯矩深度 z=0.16/0.54=0.29m。

五.桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第E.0.4条。

沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：

偏心受压构件应符合下例规定：

式中  As──全部纵向钢筋的截面面积；

   r──圆形截面的半径，取 r=0.90m；

   rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取 rs=0.85m；

   e0──轴向压力对截面重心的偏心矩: e0=Mmax/F=7708.71/-5196.51=-1.48m；

   ea──附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中的较大者，ea=60.00mm；

   α──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值，取 α=0.45；

   αt──纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α>0.625时，取 αt=0：

由上两式计算结果：只需构造配筋！

六.桩竖向承载力验算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条

轴心竖向力作用下，Qk=-5196.51kN

桩基竖向承载力必须满足以下两式：

单桩竖向承载力特征值按下式计算：

其中 Ra──单桩竖向承载力特征值；

   qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；

   qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；

   u──桩身的周长，u=5.65m；

   Ap──桩端面积,取Ap=2.54m2；

   li──第i层土层的厚度,取值如下表；

   厚度及侧阻力标准值表如下:

最大压力验算:

   Ra=5.65×(5×50)+1000×2.54=3958.41kN

由于：Ra = 3958.41 > Qk = -5196.51,所以满足要求!

塔吊计算满足要求！