塔吊基础计算

（一）参数信息

塔吊型号：QTZ63，自重（包括压重)F1=450.80kN，最大起重荷载F2=60。00kN，塔吊倾覆力距M=630。00kN.m，塔吊起重高度=70。00m，        塔身宽度B=1.50m，混凝土强度等级:C35，基础埋深D=5。00m，基础最小厚度h=1.35m，基础最小宽度Bc=5。00m。

（二)基础最小尺寸计算

基础的最小厚度取：H=1.35m

基础的最小宽度取: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=1.2×510.8=612.96kN；

        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) =4012.50kN；

        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。4×630.00=882。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—882。00/(612.96+4012。50）=2。31m.

经过计算得到：

无附着的最大压力设计值 Pmax=（612.96+4012.50）/5.002+882。00/20.83=227.35kPa

无附着的最小压力设计值 Pmin=(612.96+4012.50）/5.002-882.00/20。83=142。68kPa

有附着的压力设计值 P=（612。96+4012。50)/5.002=185.02kPa

偏心距较大时压力设计值 Pkmax=2×(612。96+4012.50)/(3×5。00×2。31)=267.06kPa

(四)地基基础承载力验算

地基承载力设计值为:fa=270。00kPa

地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=227。35kPa,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=267。06kPa，满足要求！据安徽省建设工程勘察设计院《岩土工程勘察报告》，Ⅰ＃塔吊参227号孔，Ⅱ#塔吊参243号孔,Ⅲ＃塔吊参212号孔，Ⅳ#塔吊参193号孔，Ⅵ#塔吊参118号孔，Ⅶ＃塔吊参108号孔。

（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。95；

        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。35)]/2=2.85m；

        h0──承台的有效高度，取 h0=1。3m；

        Pj──最大压力设计值,取 Pj=267.06kPa;

        Fl──实际冲切承载力：          

       Fl=267。06×（5。00+4.20)×0。40/2=491.39kN。

允许冲切力: 0.7×0。95×1。57×2850×1300=3868205.25N=3868。21kN

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求!

(六）塔吊稳定性验算

塔吊有荷载时稳定性验算

塔吊有荷载时，计算简图：

塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中　K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；

              G──起重机自重力(包括配重，压重)，G=450。80（kN)；

              c──起重机重心至旋转中心的距离，c=5.50（m);

              h0──起重机重心至支承平面距离, h0=6。00（m）；

              b──起重机旋转中心至倾覆边缘的距离，b=1。50（m)；

              Q──最大工作荷载，Q=100。00（kN);

              g──重力加速度（m/s2),取9。81；

              v──起升速度,v=0.50(m/s)；

              t──制动时间，t=2（s）;

              a──起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离，a=15.00（m);

              W1──作用在起重机上的风力，W1=2。00(kN）；

              W2──作用在荷载上的风力,W2=2.00(kN）;

              P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离，P1=8.00(m);

              P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m）;

              h──吊杆端部至支承平面的垂直距离，h=30。00（m）；

              n──起重机的旋转速度，n=1。0（r/min）；

              H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝28。00(m)；

              ──起重机的倾斜角，=0。00（度)。

经过计算得到　K1=2.266

由于K1>=1.15，所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!

（七）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=267.06×(3×1.50—1.75）/(3×1.50）=163.20kPa;

         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）×（267.06+163。20—2×4012.50/5.002）+(267.06—163。20）×5。00]/12

               =453.21kN。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=453。21×106/（1.00×16.70×5.00×103×13002)=0.003

               =1—(1—2×0。003）0.5=0.003

               s=1—0.003/2=0。998

               As=453.21×106/(0。998×1300×300。00）=1163。94mm2.

由于最小配筋率为0。15％，所以最小配筋面积为:10125mm2。

故取 As=10125mm2.实际烟台建设机械厂QTZ63（Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ#塔吊基础)选用φ20@170,虎霸建机QTZ63（Ⅰ、Ⅱ＃塔吊基础）选用φ20＠165。

QTZ60塔吊天然基础的计算书

（一）参数信息

    塔吊型号：QTZ60，自重(包括压重)F1=833。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=40.00m， 塔身宽度B=1。60m, 混凝土强度等级：C35，基础埋深D=5.00m,基础最小厚度h=1.25m，基础最小宽度Bc=4.82m。

（二）基础最小尺寸计算

    基础的最小厚度取:H=1.25m

    基础的最小宽度取：Bc=4.82m

（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.

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=1.2×3=1071。60kN；

        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) =3659.10kN；

        Bc──基础底面的宽度,取Bc=4.82m;

        W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=18.66m3；

        M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1。4×600。00=840。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=4.82/2—840。00/(1071.60+3659。10)=2。23m。

    经过计算得到：

        无附着的最大压力设计值 Pmax=（1071。60+3659.10）/4。822+840。00/18。66=248.63kPa

        无附着的最小压力设计值 Pmin=（1071.60+3659.10）/4。822—840.00/18。66=158。62kPa

        有附着的压力设计值 P=（1071.60+3659.10)/4.822=203。63kPa

        偏心距较大时压力设计值 Pkmax=2×(1071。60+3659.10)/（3×4.82×2。23）=293.09kPa

(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270。00kN/m2；

        b──基础宽度地基承载力修正系数,取0.00；

        d──基础埋深地基承载力修正系数，取0。00；

        ──基础底面以下土的重度,取20。00kN/m3；

        γm──基础底面以上土的重度，取20。00kN/m3；

        b──基础底面宽度，取5.00m；

        d──基础埋深度,取5.00m。

解得地基承载力设计值  fa=270。00kPa

实际计算取的地基承载力设计值为：fa=270。00kPa

地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=248。63kPa,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=0kPa，满足要求!据安徽省建设工程勘察设计院《岩土工程勘察报告》，Ⅴ＃塔吊参188号孔。

（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。96；

        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=[1.60+（1.60 +2×1.25)］/2=2.85m；

        h0──承台的有效高度，取 h0=1。2m；

        Pj──最大压力设计值，取 Pj=293.09kPa；

        Fl──实际冲切承载力：

            Fl=293。09×（4。82+4。10）×0。36/2=470.59kN.

允许冲切力：

        0.7×0.96×1.57×2850×1200=3608236.80N=3608.24kN

        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=1.61m；

         P──截面I—I处的基底反力:

            P=293。09×(3×1.60-1.61)/（3×1。60)=194.79kPa；

         a'──截面I—I在基底的投影长度，取 a’=1。60m。

经过计算得 M=1.612×[(2×4。82+1。60)×（293.09+194.79-2×3659.10/4。822）+(293。09—194.79)×4.82]/12=522.10kN.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=522.10×106/（1。00×16.70×4。82×103×12002)=0.005

               =1—(1-2×0.005)0。5=0。005

               s=1-0.005/2=0.998

               As=522.10×106/（0.998×1200×300.00）=1453。56mm2。

由于最小配筋率为0。15%,所以最小配筋面积为：9037.5mm2.

故取 As=9037.5mm2,实际浙江省建设机械公司QTZ60(Ⅴ#塔吊基础）选用φ20＠183。