塔吊基础计算书典范

1、地基承载力计算

1.1塔基在状态时，作用于基础的荷载应包括塔机作用于基础顶的竖向荷载标准值（Fk）、水平荷载标准值（Fvk）、倾覆力矩（包括塔机自重、起重荷载、风荷载等引起的力矩）荷载标准值（Mk）、扭矩荷载标准值（Tk）,以及基础及其上土的自重荷载标准值（Gk）。

1.2矩形基础地基承载力计算应符合下列规定：

1、基础底面压力应符合：

1）、当轴心荷载作用时：pk≤fa=200kpa

式中：pk ------相当于荷载效应便准组合时，基础底面处的平均压力值;

     fa -------修正后的地基承载力特征值。

2）、当偏心荷载作用时，除符合上式外，尚应符合下列要求：

                    pkmax≤1.2 fa=1.2*200=240  kpa

式中：  pkmax -------相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值。

2、基础底面的压力可按下列公式确定：

1）当轴心荷载作用时:

pk=(Fk+Gk)/bl=（842.4+1108.404）/（5*5）=78.03216  kn/m2

                                      ≤240  kpa

故，符合要求。

式中：Fk -----塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值；

      Gk -----基础及其上土的自重标准值；

      b-------矩形基础底面的短边长度；

      l--------矩形基础底面的长边长度。

2）当偏心荷载作用时：pkmax=(Fk+Gk)/bl+(Mk+Fvk•h)/W

                         =（842.4+1108.404）/（5*5）+

                           （882+4*1.35）/20.83

                         =78.03216+42.6

                         =120.63  kn/m2

                                       ≤1.2 fa        符合要求。

式中：Mk-------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值；

Fvk-------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷载值；

h-------基础的高度；

W--------基础底面的抵抗矩。

3）当偏心距e>b/6时，pmax应按下式计算：

pmax=2(Fk+Gk)/3la=2（842.4+1108.404）/（3*5*2.05）=63.44 kn/m2

                                           ≤1.2 fa

式中：a-----合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。

1.3、偏心距e按式e=( Mk +Fkv•h)/( Fk+Gk)计算，并应符合式e≤b/4。

e=（882+4*1.35）/（842.4+1108.404）

=887.4/1950.804

=0.45  m

≤5/4=0.8 m

2、地基变形计算

1、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）、沙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。

   注：地基主要受力层指塔基板式基础下为1.5b（b为基础底面宽度），十字形基础下为3b（b为其中任一条形基础的地面宽度），且厚度不小于5m范围内的地基土层。

因fak=200  kpa,故此时可不进行塔机基础的天然地基变形验算，略。

2、当塔机基础符合下列情况之一时，应进行地基变形验算：

a、基础附近地面有堆载可能引起地基产生过多的不均匀沉降；

b、地基持力层下有软弱下卧层或厚度较大的填土；

3、基础下的地基变形计算可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB5007的规定执行。

该情况下不需要验算，略。

4、基础的沉降量计算。

因该型号塔吊基础均与地下室底板浇筑在一起，故不需验算，略。

3、塔机风荷载计算

1）风荷载标准值计算

A、垂直于塔机表面上的风荷载标准值（wk），应按下式计算：

Wk=0.8βzμsμzwo=0.8*1.65*1.95*1.29*0.45=1.49 kn/m2

式中：wk-------风荷载标准值；

βz----风振系数；

μs----风荷载体型系数；

μz----风压等效高度变化系数；

wo-----基本风压（kn/m2）；

B、塔机的风振系数可根据不同的基本风压(wo)和地面粗糙度类别及塔机的计算高度(H)来确定。

经查表，塔机风振系数为：1.65。

C、塔机的风荷载体型系数（μs），当塔身为型钢或方钢管杆件的桁架时，取1.95；当塔身为圆钢管杆件的桁架时，可根据不同的基本风压（wo）和风压等效高度变化系数（μz）查表确定。

取1.95。

D、塔机的风压高度变化系数，可采用等效高度变化系数（μz）将风荷载转化为等效布线荷载，当塔机计算高度（H）为30、40、45、50m，根据不同的地面粗糙程度，可按表确定。

经查表，塔机风压等效高度变化系数为：1.29。

E、当风沿着塔机塔身方形截面的对角线方向吹时（如下图），风荷载应乘以风向系数（α），即α取为风向着方形截面任一边作用时的1.2倍。

F、塔身前后片桁架的平均充实率（α0），对塔身无加强标准节的塔机宜取0.35；对塔身的加强标准节占爬升架一下一半的塔机宜取0.4；加强标准节处于中间值时可按线性插入法取值。

2）塔机工作状态时风荷载计算

A、工作状态时塔机风荷载的等效均布线荷载标准值应按下列公式计算：

qsk=wkA/H=0.66*26.4/40=0.4356 kn/m

wk=0.8βzμsμzwo=0.8*1.65*1.95*1.29*0.2=0.66  kn/m2

A=α0BH=0.4*1.65*40=26.4  m2

式中：qsk ---塔机工作状态时，风荷载的等效均布线荷载标准值；

wo ---塔机工作状态时，基本风压值取0.2kh/m2；

A---塔身单片桁架结构迎风面积（m2）；

α0 ---塔身前后片桁架的平均充实率；取0.4。

B---塔身桁架结构宽度（m）；

H---塔机状态下计算高度（m）。

B、工作状态时，作用在塔机上风荷载的水平合力标准值应按下式计算：

Fsk=qsk•H=0.4356*40=17.424 kn

式中：Fsk---非工作状态时，作用在塔机上风荷载的水平合力标准值（kn）。

C、非工作状态时，风荷载作用在基础顶面上的力矩标准值应按下式计算：

Msk=0.5Fsk•H=0.5*17.424*40=348.48 kn•m

式中：风荷载作用在基础顶面上的力矩标准值（kn•m），应按起重力矩同方向计算。

3）塔机非工作状态时风荷载计算

A、非工作状态时塔机风荷载的等效均布线荷载标准值应按下列公式计算：

q′sk=w′kA/H=1.49*26.4/40=0.9834 kn/m

w′k=0.8βzμsμzw′=0.8*1.65*1.95*1.29*0.45=1.49 kn/m2

A=α0BH=0.4*1.65*40=26.4  m2

式中：q′sk -----非工作状态时，风荷载的等效均布线荷载标准值（kn/m）；

w′k ----非工作状态时，风荷载标准值（kn/m2）；

w′o ----非工作状态时的基本风压（kn/m2），应按当地50年一遇的风压取用，且不小于0.35。

B、非工作状态时，作用在塔机上风荷载的水平合力标准值应按下式计算：

F′sk=q′sk•H=0.9834*40=39.336 kn

式中：F′sk ----非工作状态时，作用在塔机上风荷载的水平合力标准值（kn）。

C、非工作状态时，风荷载作用在基础顶面上的力矩标准值应按下式计算：

M′sk=0.5F′sk•H=0.5*39.336*40=786.72 kn•m

式中：风荷载作用在基础顶面上的力矩标准值（kn•m），应按从平衡臂吹向起重臂计算。

二、QTZ40塔吊天然基础的计算书

1、地基承载力计算

A、当塔机基础为十字形时，可采用简化计算法，即倾覆力矩标准值（Mk）、水平荷载标准值（Fvk）仅由与其作用方向相同的条形基础荷载，竖向荷载标准值（Fk和Gk）应由全部基础荷载。

1.方形基础和底面边长比小于或等于1.1的矩形基础应按双向偏心受压作用验算地基承载力，塔机倾覆力矩的作用方向应取基础对角线方向，基础底面的压力应符合下列公式的要求：

Pk≤fa

pkmax≤1.2fa

1）当偏心荷载合力作用点在核心区内时（pkmin≥0）:

Pkmax=( Fk+Gk)/A+Mkx/Wx+Mky/Wy

=105.05+15.188+15.188=135.426 kPa

<1.2fa=1.2*200=240 kPa

Pkmin=( Fk+Gk)/A- Mkx /Wx- Mky / Wy

   =105.05-15.188-15.188=74.674 kPa

式中：Pkmax、Pkmin ----相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大、最小压力值。

Fk-----塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值；

Gk-----基础及其上土的自重标准值；

A------基础底面积；

Mkx、Mky----相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面对x、y轴的抵抗矩。

2）当偏心荷载合力作用点在核心区外时（pmin<0）:

Pkmax=( Fk+Gk)/3b′l′=(320.4+52.75)/(3)

e=(Mk+Fkv•h)/( Fk+Gk)

b′l′≥0.125bl

b′=b/2-eb

l′=l/2-el

式中：Fkv---相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的水平荷载值；

e---偏心距

b---方形基础和底面边长比小于或等于1.1的矩形基础x方向的地面边长；

l---方形基础和底面边长比小于或等于1.1的矩形基础y方向的地面边长

h----基础的高度、

b′----偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离

l′----偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离

eb-------偏心距在x 方向的投影长度

el-------偏心距在y 方向的投影长度

2、 基础底面允许部分脱开地基土的面积不应大于底面全面积的1/4。

3、地基承载力特征值按《岩土工程勘察报告》取用，当基础宽度大于3米或埋置深度大于0.5米时，应将《岩土工程勘察报告》提供的地基承载力特征值或荷载试验等方法确定的地基承载力特征值，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB5007的规定进行修正。

4、对于经过地基处理的复合地基的承载力特征值，应按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79的规定进行计算。

5、当地基受力层范围内存在软弱下卧层时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB5007的规定进行下卧层承载力验算。

2、地基变形计算

1）基础的沉降量计算。

基础的沉降量不得大于50mm；倾斜率（tanθ）不得大于0.001，且应按下式计算：tanθ=∣s1-s2∣/b

式中：θ—基础底面的倾角（°）；

s1、s2--基础倾斜方向两边缘的最终沉降量（mm）

b—基础倾斜方向的基底宽度（mm）。

3、塔机风荷载计算

1）风荷载标准值计算

A、垂直于塔机表面上的风荷载标准值（wk），应按下式计算：

Wk=0.8βzμsμzwo=0.8*1.65*1.95*1.29*0.45=1.49 kn/m2

式中：wk-------风荷载标准值；

βz----风振系数；

μs----风荷载体型系数；

μz----风压等效高度变化系数；

wo-----基本风压（kn/m2）；

B、塔机的风振系数可根据不同的基本风压(wo)和地面粗糙度类别及塔机的计算高度(H)来确定。

经查表，塔机风振系数为：

C、塔机的风荷载体型系数（μs），当塔身为型钢或方钢管杆件的桁架时，取1.95；当塔身为圆钢管杆件的桁架时，可根据不同的基本风压（wo）和风压等效高度变化系数（μz）查表确定。

经查表，塔机圆钢管杆件桁架的体型系数为：

D、塔机的风压高度变化系数，可采用等效高度变化系数（μz）将风荷载转化为等效布线荷载，当塔机计算高度（H）为30、40、45、50m，根据不同的地面粗糙程度，可按表确定。

经查表，塔机风压等效高度变化系数为:

E、当风沿着塔机塔身方形截面的对角线方向吹时（如右图），风荷载应乘以风向系数（α），即α取为风向着方形截面任一边作用时的1.2倍。

F、塔身前后片桁架的平均充实率（α0），对塔身无加强标准节的塔机宜取0.35；对塔身的加强标准节占爬升架一下一半的塔机宜取0.4；加强标准节处于中间值时可按线性插入法取值。

2）塔机工作状态时风荷载计算

A、工作状态时塔机风荷载的等效均布线荷载标准值应按下列公式计算：

qsk=wkA/H

wk=0.8βzμsμzwo

A=α0BH

式中：塔机工作状态时，风荷载的等效均布线荷载标准值；

塔机工作状态时，基本风压值取0.2kh/m2；

塔身单片桁架结构迎风面积（m2）；

塔身前后片桁架的平均充实率；

塔身桁架结构宽度（m）；

塔机状态下计算高度（m）。

B、工作状态时，作用在塔机上风荷载的水平合力标准值应按下式计算：

Fsk=qsk•H

式中：Fsk---非工作状态时，作用在塔机上风荷载的水平合力标准值（kn）。

C、非工作状态时，风荷载作用在基础顶面上的力矩标准值应按下式计算：

Msk=0.5Fsk•H

式中：风荷载作用在基础顶面上的力矩标准值（kn•m），应按起重力矩同方向计算。

3）塔机非工作状态时风荷载计算

A、非工作状态时塔机风荷载的等效均布线荷载标准值应按下列公式计算：

q′sk=w′kA/H

w′k=0.8βzμsμzw′o

A=α0BH

式中：q′sk -----非工作状态时，风荷载的等效均布线荷载标准值（kn/m）；

w′k ----非工作状态时，风荷载标准值（kn/m2）；

w′o ----非工作状态时的基本风压（kn/m2），应按当地50年一遇的风压取用，且不小于0.35。

B、非工作状态时，作用在塔机上风荷载的水平合力标准值应按下式计算：

F′sk=q′sk•H

式中：F′sk ----非工作状态时，作用在塔机上风荷载的水平合力标准值（kn）。

C、非工作状态时，风荷载作用在基础顶面上的力矩标准值应按下式计算：

M′sk=0.5F′sk•H

式中：风荷载作用在基础顶面上的力矩标准值（kn•m），应按从平衡臂吹向起重臂计算。