塔吊基础持力层及荷载力计算

1、塔吊基础持力层及荷载力计算塔吊基础持力层及荷载力计算1、本工程选用QTZ80(ZJ6010)塔吊的基础持力层同主楼片筏基础持力层为 卵石层，地基承载力特征值为380KPa(考虑下卧层凝灰熔岩残积黏性土，计 算时地基承载力特征值取值为210KPa)。根据该型号塔吊说明书，砼基础的地基 应能承受0.2Mpa以上的压力。故卵石层符合作为塔吊基础地基的要求。2、塔吊基础作荷载力验算。塔吊基础承台平面尺寸设定为5500*5500mm，厚度为1250-1500mm (塔吊基 础的厚度主要考虑相邻主体片筏基础厚度，并应大于等于1250mm)，砼强度等级 为C35。塔吊基础承台垫层采用150mm厚C15素混凝

2、土，每边比承台外边向外扩 150mm。1、塔吊的基本参数信息塔吊的独立高度：40.5m；塔身宽度B： 1.60*1.60m附着高度最高为：160m ；最大工作幅度为:60m基础承台厚度Hc： 1250mm1500mm，最大起重荷载F： 80kN基础承台宽度Bc： 5.500m，承台混凝土的保护层厚度：50mm砼基础载荷，以60米臂长时计：工况Fv(KN)Fh(KN)M1(KN.m)M2(KN.m)Mk(KN.m)非工作5048017970工作6323511361062334Fv为基础所受的垂直载荷，Fh为基础所受的水平载荷，M1、M2为基础所受 的倾翻力矩，Mk为扭矩。2、塔吊基础承台计算非工

3、作状态时候（1）参数信息塔吊型号：QTZ80，自重（包括压重）F1=504.00kN，最大起重荷载F2=80.00kN， 塔吊倾覆力距M=1797.00kN.m，塔吊独立起重高度=40.50m，塔身宽度B=1.60m， 混凝土强度等级：C30，基础厚度h=1.25m，基础宽度Bc=5.50m。持力层在为 卵石层，基础进入持力层不少于200mm，且土层均匀，视土层实际情况，塔吊承 台面标高应高出底板面标高35cm（底板二次找平再行覆盖）。（2）基础尺寸计算基础的厚度取：H=1.25m基础的宽度取：Bc=5.50m（3）塔吊基础承载力计算依据建筑地基基础设计规范（xxxx-2021）第5.2条承载

4、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=504+80=584kNG基础自重与基础上面的土的自重，G=26.5XBcXBcXHc=1003kN；Bc基础底面的宽度，取Bc=5.50m；W基础底面的抵抗矩，W=BcXBcXBc/6=27.73m3；M倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1797.00+80 x1.25=1897kN.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=5.50/2-1897/(58

5、4+1003)=1.56m。经过计算得到：无附着的最大压力设计值：Pkmax=(584+1003)/5.52+1897/27.73=120.88kPa无附着的最小压力设计值：Pkmin=(584+1003)/5.52-1897/27.73=-15.95kPa有附着的压力设计值 P=(584+310+1003)/5.52=62.71kPa偏 心 距 较 大 时 压 力 设 计 值Pkmax=2X(584+1003)/(3X5.50X 1.56)=123.31kPa地基基础承载力验算地基承载力特征值为：fak=210kPa地基承载力特征值fak大于最大压力设计值Pkmax=120.88kPa，满足

6、要求!地基承载力特征值1.2Xfak大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=123.31kPa，满足要求！受冲切承载力验算依据建筑地基基础设计规范GB50007-2021第8.2.8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=0.9625；ft混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.43kPa；am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：am=1.50+(1.50+2X 1.19)/2=2.69m；h0承台的有效高度，取h0=1.19m；Pj最大压力设计值，取Pj=123.31kPa；Fl实际冲切承载力：Fl=1.2x123.31X(5.50+3.88)X 1.56/2=1083kN

7、。允许冲切力：0.7X0.9625X1.43X2690X1190=3082.6kN实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！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=564(kN)；c起重机重心至旋转中心的距离,c=1.19(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=2.50(m)；Q最大工作荷载,Q=46.50(kN)；g重力加速度(m/s2),取9.81；v起升速度,v

8、=0.67(m/s)；t制动时间,t=20(s)；a起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=30.00(m)；W1作用在起重机上的风力,W1=7.00(kN)；W2作用在荷载上的风力,W2=1.3.00(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=126.15(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=119.16.50(m)；起重机的倾斜角，=0.00(度)。经过计算得到K1=1.178由于K1=1.15,所以当塔吊有荷载时

9、，稳定安全系数满足要求！承台配筋计算依据建筑地基基础设计规范GB50007-2021第8.2.11条。1、抗弯计算，计算公式如下：式中al截面I-I至基底边缘的距离，取a1=(Bc-B)/2=(5.5-1.5)/2=2m；P截面I-I处的基底反力：P=1.2x123.31X(3X 1.56-2)/(3X 1.56)=83.74kPa；a截面I-I在基底的投影长度，取a=1.5m。经过计算得M=2.02X(2X5.5+1.50)X(1.2x123.31+83.74-2X 1.2x1003/5.52)+ (1.2x123.31-83.74)X5.50/12=753.66kN.m。2、配筋面积计算，

10、公式如下：依据建筑地基基础设计规范GB50007-2021第8.2.12条。As=753.66X 106/(0.9X 1190X360.00)=1955mm2。工作状态时候参数信息塔吊型号：QTZ80,自重(包括压重)F1=632.00kN,最大起重荷载F2=80.00kN, 塔吊倾覆力距M1=1136.00kN.m, M2=1062.00kN.m塔吊独立起重高度=40.50m,塔 身宽度B=1.60m,混凝土强度等级：C30,基础厚度h=1.25m,基础宽度Bc=5.50m。 持力层在为卵石层，基础进入持力层不少于200mm，且土层均匀，视土层实际 情况，塔吊承台面标高应高出底板面标高35c

11、m(底板二次找平再行覆盖)。基础尺寸计算基础的厚度取：H=1.25m基础的宽度取：Bc=5.50m塔吊基础承载力计算依据建筑地基基础设计规范(xxxx-2021)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=632kNG基础自重与基础上面的土的自重，G=26.5XBcXBcXHc=1003kN；Bc基础底面的宽度，取Bc=5.50m；W基础底面的抵抗矩，W=BcXBcXBc/6=27.73m3；M倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和

12、最大起重力距，M=1136.00+35x1.25=1180kN.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=5.50/2-1180/(632+1003)=2.03m。经过计算得到：无附着的最大压力设计值：Pkmax=(632+1003)/5.52+1180/27.73=96.6kPa无附着的最小压力设计值：Pkmin=(632+1003)/5.52-1180/27.73=11.50kPa有附着的压力设计值 P=(632+310+1003)/5.52=64.30kPa地基基础承载力验算地基承载力特征值为：fak=210kPa地基承载力特征值fak大于最大压力设计值Pkmax

13、=96.6kPa，满足要求！受冲切承载力验算依据建筑地基基础设计规范GB50007-2021第8.2.8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=0.9625；ft混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.43kPa；am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：am=1.50+(1.50+2X 1.19)/2=2.69m；h0承台的有效高度，取h0=1.19m；Pj最大压力设计值，取Pj=96.6kPa；Fl实际冲切承载力：Fl=1.2x96.6X(5.50+3.88)X2.03/2=1104kN。允许冲切力：0.7X0.9625X1.43X2690X1190=3082.6kN实际冲

14、切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！承台配筋计算依据建筑地基基础设计规范GB50007-2021第8.2.11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=(Bc-B)/2=(5.5-1.5)/2=2m；P截面I-I处的基底反力：P=1.2x(11.5+(96.6-11.5)x(5.5-(5.5-1.5)/2)/5.5)=54.16kPa；a截面I-I在基底的投影长度，取a=1.5m。经过计算得M=2.02X(2X5.5+1.50)X(1.2x96.6+54.16-2X 1.2x1003/5.52)+ (1.2x96.6-54.16)X5.50/12=49

15、0.4kN.m。2、配筋面积计算，公式如下：依据建筑地基基础设计规范GB50007-2021第8.2.12条。As=490.4X106/(0.9X1190X360.00)=1272mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小总配筋面积为：(hXBc)X0.15% = 1250 x5500 x0.15%=10313mm2。故本工程塔吊天然基础承台配筋采用为III级钢双层双向6 20165。拉钩614600，马凳采用620钢筋制作间距1000。为保证塔吊地脚螺栓的预埋，在承台对角线加600X1250 +字交叉梁，配筋 上下双层各525，中部隔500加腰筋516，箍筋12200。塔吊基础承台与地下室

16、底板连为一体处，要做好施工缝的处理，在塔吊基础 施工时预留底板插筋，底板施工前，应将接缝处凿毛，清理干净并涂刷一层素水 泥浆后才能进行混凝土浇捣，保证施工缝处防水效果。位于地下室范围以内的塔吊基础，由于塔吊承台顶标高等于地下室底板顶标 高，在塔吊部位地下室顶板预留3米X3米洞口，洞口四周预埋止水钢板，洞口 与梁交接处，在梁下口距洞口边200mm处设置200mm*200mm素混凝土构造柱(详 见下图)，待塔吊拆除后另行浇筑预留洞口混凝土后，将素混凝土构造柱拆除。3、承台截面主筋的计算本工程塔吊基础承台配筋情况：1、1250mm厚承台上下层钢筋配筋：双层双向34C20165,拉钩614165, 马凳筋布置6181000。2、1300mm厚承台上下层钢筋配筋：双层双向35C20160,拉钩614160, 马凳筋布置6181000。3、1400mm厚承台上下层钢筋配筋：双层双向37C22150,拉钩614150, 马凳筋布置6181000。4.1500mm厚承台上下层钢筋配筋:双层双向40C22140,拉