塔吊结构计算

MURUNYDAM塔吊天然基础的计算书

计算:孙国俊

15MURUNYDAM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=245kN

2) 基础以及覆土自重标准值

G k=8×8×2×25=3200kN

承台受浮力：F lk=8×8×2.00×10=1280kN

3) 起重荷载标准值

F qk=60kN2. 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)

=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2

=1.2×0.34×0.35×2.5=0.35kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

F vk =q

sk

×H=0.35×37=13.07kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

M sk=0.5F vk×H=0.5×13.07×37=241.73kN.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)

=0.8×0.7×1.95×1.54×0.3=0.50kN/m2

=1.2×0.50×0.35×2.5=0.53kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

F vk=q sk×H=0.53×37=19.60kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

M sk=0.5F vk×H=0.5×19.60×37=362.60kN.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=-200+0.9×(600+241.73)=557.56kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

M k=-200+362.60=162.60kN.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。

塔机工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=(245+60+1920)/(8×8)=34.77kN/m2

当偏心荷载作用时：

=(245+60+1920)/(8×8)-2×(557.56×1.414/2)/85.33

=25.53kN/m2

由于 P kmin≥0 所以按下式计算P kmax：

=(245+60+1920)/(8×8)+2×(557.56×1.414/2)/85.33

=44.00kN/m2

塔机非工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=(245+1920)/(8×8)=53.83kN/m2

当偏心荷载作用时：

=(245+1920)/(8×8)-2×(162.60×1.414/2)/85.33

=31.13kN/m2

由于 P kmin≥0 所以按下式计算P kmax：

=(245+1920)/(8×8)+2×(162.60×1.414/2)/85.33

=36.52kN/m2四. 地基基础承载力验算

修正后的地基承载力特征值为:f a=210.00kPa

轴心荷载作用：由于 f a≥P k=34.77kPa，所以满足要求！

偏心荷载作用：由于1.2×f a≥P kmax=44.00kPa，所以满足要求！

五. 承台配筋计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011第8.2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=2.75m；

a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=2.50m。

P──截面I-I处的基底反力；

工作状态下：

P=(8-2.75)×(44.00-25.53)/8+25.53=37.65kN/m2；

M=2.752×[(2×8+2.5)×(1.35×44.00+1.35×37.65-2×1.35×1920.00/82)+(1.35×44.00-1.35×37.65)×8]/12

=384.11kN.m

非工作状态下：

P=(8-2.75)×(36.52-31.13)/8+31.13=34.67kN/m2；

M=2.752×[(2×8+2.5)×(1.35×36.52+1.35×34.67-2×1.35×1920/82)+(1.35×36.52-1.35×34.67)×8]/12

=168.47kN.m

2. 配筋面积计算,公式如下:

依据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010

式中α1──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法确定；

f c──混凝土抗压强度设计值；

h0──承台的计算高度。

经过计算得:

αs=384.11×106/(1.00×14.30×8.00×103×19502)=0.001

ξ=1-(1-2×0.001)0.5=0.001

γs=1-0.001/2=1.000

A s=384.11×106/(1.000×1950×210.00)=938.40mm2。

六. 地基变形计算

规范规定：当地基主要受力层的承载力特征值(fak)不小于130kPa或小于130kPa但有地区经验，且黏性土的状态不低于可塑（液性指数IL不大于0.75）、砂土的密实度不低于稍密时，可不进行塔机基础的天然地基变形验算，其他塔机基础的天然地基均应进行变形验算。