塔吊基础计算书

CG5512塔吊基础计算书

1.工程概况

（略）

2.塔吊基础构造

塔吊采用CGT5512附着式塔式起重机，工作臂长40米，最大起重量6吨，最大起重力矩为800千牛米。扶墙设置一道。

塔吊基础采用C30钢筋混凝土基础，基础平面尺寸为6mX6m，基础深度为1.5m。地基承载力不小于200Kpa。

图1. 塔吊基础构造图

3.塔吊基础设计

3.1设计规范

《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

3.2设计荷载

工作工况：

塔机自重标准值Fk1：449kN；起重荷载标准值Fqk(kN)：60 kN；竖向荷载标准值Fk：509 kN；水平荷载标准值Fvk：31 kN；倾覆力矩标准值Mk：1039 kN·m。

非工作工况：

竖向荷载标准值Fk：449 kN；水平荷载标准值Fvk：71 kN；倾覆力矩标准值Mk：1668 kN·m。

3.2.2.钢筋混凝土容重: 25KN/m3

4.结构计算

4.1工作工况

4.1.1荷载数据

(1)作用在基础底部中心的荷载

基础自重及上部土重标准值: G k = γm×b×l×d = 20.00×6.00×6.00×1.50 = 1080.00kN 基础自重及上部土重设计值: G = 1.35×G k = 1.35×1080.00= 1458.00kN

(2)作用在基础底部的荷载标准组合荷载:

F k = 509.00kN

M kx = -662.30kN.m

M ky = 46.50kN.m

(3)作用在基础底部的荷载基本组合荷载:

F = 687.15kN

M x = -894.11kN.m

M y = 62.77kN.m

4.1.2荷载标准组合下的地基反力

基础底面面积: A = b×l = 6.00×6.00=36.00m2

荷载在X方向和Y方向都存在偏心

基底最小反力标准值:

p kmin = F k + G k

A-

|M kx|

W x-

|M ky|

W y=

509.00 + 1080.00

36.00-

662.30

36.00-

46.50

36.00

= 24.45kPa>0kPa 基底最大反力标准值:

p kmax = F k + G k

A+

|M kx|

W x+

|M ky|

W y=

509.00 + 1080.00

36.00+

662.30

36.00+

46.50

36.00

= 63.83kPa

4.1.3荷载基本组合下的地基反力

荷载在X方向和Y方向都存在偏心

基底最小反力设计值:

p min = F + G

A-

|M x|

W x-

|M y|

W y=

687.15 + 1458.00

36.00-

894.11

36.00-

62.77

36.00

= 33.01kPa>0kPa 基底最大反力设计值:

p max = F + G

A+

|M x|

W x+

|M y|

W y=

687.15 + 1458.00

36.00+

894.11

36.00+

62.77

36.00

= 86.17kP

4.1.4地基承载验算

修正后的地基承载力特征值: f a = 228.00kPa

基底平均反力标准值: p k=44.14 kPa≤ f a=228.00kPa,满足要求

基底最大反力标准值: p kmax=63.83kPa≤ 1.2f a=1.2×228.00=273.60kPa,满足要求

4.1.5基础抗冲切验算

(1)冲切验算公式

按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）下列公式验算:

F l≤ 0.7βhp f t a m h0(8.2.8-1)

αm = (a t＋a b)/2 (8.2.8-2)

F l = p j A l(8.2.8-3)

冲切力F1根据作用在基底净反力设计值求得，计算时pj取基底最大净反力

对于多工况，冲切力为F1为各工况中的最大值

验算柱对冲切时，对冲切锥体的每一侧面均按上述公式计算抗冲切力。除验算单柱对基础的冲切外，尚应验算各柱的组合对基础的冲切，即验算任意组合柱的最大外包矩形对基础的冲切。柱的冲切采用冲切锥体形式，此时Al表示冲切锥体范围的投影面积，地基反力取平均净反力计算。

(2)柱对基础的冲切验算

组合号A 1(m2) 地基反

力(kN)

上部荷

载(kN)

冲切力

(kN)

抗冲切

力(kN)

验算结果

A 9.30 0.00 0.00 0.00 8747.41 满足要求

AB 13.82 0.00 0.00 0.00 12793.0

8

满足要求

ABC 20.52 391.69 213.30 0.00 16838.7

6

满足要求

ABCD 20.52 391.69 687.15 295.46 16838.7

6

满足要求

ABD 20.52 391.69 213.30 0.00 16838.7

6

满足要求

AC 13.82 263.72 343.58 79.85 12793.0

8

满足要求

ACD 20.52 391.69 817.43 425.73 16838.7

6

满足要求

AD 20.52 391.69 343.58 0.00 16838.7

6

满足要求

B 9.30 0.00 0.00 0.00 8747.41 满足要求

BC 20.52 391.69 343.58 0.00 16838.7

6

满足要求

BCD 20.52 391.69 817.43 425.73 16838.7

6

满足要求

BD 13.82 263.72 343.58 79.85 12793.0

8

满足要求

C 9.30 177.56 473.85 296.29 8747.41 满足要求

CD 13.82 263.72 947.70 683.98 12793.0

8

满足要求

D 9.30 177.56 473.85 296.29 8747.41 满足要求

4.1.6基础抗剪验算

(1) 剪切验算公式

抗剪验算参照承台的剪切计算,求得各验算截面处的折算宽度b0后，根据地基基础规范8.2.9条，按下列公式讲行验算: V ≤0.7βhs f t A 0

(8.2.9-1)

βhs =(800

h 0

)1/4

(8.2.9-2)

记抗剪力: V c =0.7βhs f t A 0 剪切力根据基底净反力精确计算；对于剪力计算区域内存在柱子的情况，还应扣除柱子轴力。 多工况时，剪力取各工况最大值。

(2) X 方向剪切验算

应对图所示的截面进行剪切验算,验算结果见表.

截面 b 0(mm) h 0(mm) βh

V c (kN) V (kN) 验算结果 1 6000 1450 0.86 7505.57 235.70 满足要求 2 6000 1450 0.86 7505.57 91.08 满足要求 3 6000 1450 0.86 7505.57 61.24 满足要求 4 6000 1450 0.86 7505.57 264.77 满足要求 5 6000 1450 0.86 7505.57 235.70 满足要求 6 6000 1450 0.86 7505.57 91.08 满足要求 7 6000 1450 0.86 7505.57 61.24 满足要求 8

6000

1450

0.86

7505.57

264.77

满足要求

X 方向剪切验算满足要求

(3) Y 方向剪切验算 应对图所示的截面进行剪切验算,验算结果见表.

截面b0(mm) h0(mm) βhs V c(kN) V(kN) 验算结果

1 6000 1450 0.86 7505.57 43.21 满足要求

2 6000 1450 0.86 7505.57 0.00 满足要求

3 6000 1450 0.86 7505.57 43.21 满足要求

4 6000 1450 0.86 7505.57 0.00 满足要求

5 6000 1450 0.8

6 7505.5

7 467.74 满足要求

6 6000 1450 0.86 7505.5

7 457.27 满足要求

7 6000 1450 0.86 7505.57 467.74 满足要求

8 6000 1450 0.86 7505.57 457.27 满足要求

Y方向剪切验算满足要求

4.1.7基础局部受压验算

计算公式: 《混凝土结构设计规范》（D.5.1-1）

F l≤ ω×βl×f cc×A ln

混凝土局部受压强度提高系数:

βl = A b

A l(6.6.1-2)

柱子编号F l(kN) A b(m2) A l(m2) βlω×βl×f cc×A ln(kN) 验算结果A柱0.00 0.20 0.02 3.00 615.35 满足要求B柱0.00 0.20 0.02 3.00 615.35 满足要求C柱473.85 0.20 0.02 3.00 615.35 满足要求D柱473.85 0.20 0.02 3.00 615.35 满足要求

4.2非工作工况

4.2.1荷载数据

(1)作用在基础底部中心的荷载

基础自重及上部土重标准值: G k = γm×b×l×d = 20.00×6.00×6.00×1.50 = 1080.00kN

基础自重及上部土重设计值: G = 1.35×G k = 1.35×1080.00= 1458.00kN

(2)作用在基础底部的荷载标准组合荷载:

F k = 449.00kN

M kx = -1335.70kN.m

M ky = -106.50kN.m

(3)作用在基础底部的荷载基本组合荷载:

F = 606.15kN

M x = -1803.19kN.m

M y = -143.78kN.m

4.2.2荷载标准组合下的地基反力

基础底面面积: A = b×l = 6.00×6.00=36.00m2

荷载在X方向和Y方向都存在偏心

基底最小反力标准值:

p kmin = F k + G k

A-

|M kx|

W x-

|M ky|

W y=

449.00 + 1080.00

36.00-

1335.70

36.00-

106.50

36.00

= 2.41kPa>0kPa 基底最大反力标准值:

p kmax = F k + G k

A+

|M kx|

W x+

|M ky|

W y=

449.00 + 1080.00

36.00+

1335.70

36.00+

106.50

36.00

= 82.53kPa

4.2.3荷载基本组合下的地基反力

荷载在X方向和Y方向都存在偏心

基底最小反力设计值:

p min = F + G

A-

|M x|

W x-

|M y|

W y=

606.15 + 1458.00

36.00-

1803.19

36.00-

143.78

36.00

= 3.26kPa>0kPa 基底最大反力设计值:

p max = F + G

A+

|M x|

W x+

|M y|

W y=

606.15 + 1458.00

36.00+

1803.19

36.00+

143.78

36.00

= 111.42kPa

4.2.4地基承载验算

修正后的地基承载力特征值: f a = 228.00kPa

基底平均反力标准值: p k=42.47kPa≤ f a=228.00kPa,满足要求

基底最大反力标准值: p kmax=82.53kPa≤ 1.2f a=1.2×228.00=273.60kPa,满足要求4.2.5基础抗冲切验算

(1)冲切验算公式

按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）下列公式验算:

F l≤ 0.7βhp f t a m h0(8.2.8-1)

αm = (a t＋a b)/2 (8.2.8-2)

F l = p j A l(8.2.8-3)

冲切力F1根据作用在基底净反力设计值求得，计算时pj取基底最大净反力对于多工况，冲切力为F1为各工况中的最大值

验算柱对冲切时，对冲切锥体的每一侧面均按上述公式计算抗冲切力。除验算单柱对基础的冲切外，尚应验算各柱的组合对基础的冲切，即验算任意组合柱的最大外包矩形对基础的冲切。柱的冲切采用冲切锥体形式，此时Al 表示冲切锥体范围的投影面积，地基反力取平均净反力计算。

(2) 柱对基础的冲切验算

组合号 A 1(m 2) 地基反力(kN) 上部荷载(kN) 冲切力(kN) 抗冲切力(kN) 验算结果 A 9.30 0.00 0.00 0.00 8747.41 满足要求 AB 13.82 0.00 0.00 0.00 12793.08 满足要求 ABC 20.52 0.00 0.00 0.00 16838.76 满足要求 ABCD 20.52 345.52 606.15 260.63 16838.76 满足要求 ABD 20.52 0.00 0.00 0.00 16838.76 满足要求 AC 13.82 232.64 303.07 70.44 12793.08 满足要求 ACD 20.52 345.52 1063.80 718.28 16838.76 满足要求 AD 20.52 345.52 303.07 0.00 16838.76 满足要求 B 9.30 0.00 0.00 0.00 8747.41 满足要求 BC 20.52 345.52 303.07 0.00 16838.76 满足要求 BCD 20.52 345.52 1063.80 718.28 16838.76 满足要求 BD 13.82 232.64 303.07 70.44 12793.08 满足要求 C 9.30 156.63 760.73 604.09 8747.41 满足要求 CD 13.82 232.64 1521.45 1288.81 12793.08 满足要求 D

9.30

156.63

760.73

604.09

8747.41

满足要求

4.2.6

基础抗剪验算

(1) 剪切验算公式

抗剪验算参照承台的剪切计算,求得各验算截面处的折算宽度b0后，根据地基基础规范8.2.9条，按下列公式讲行验算: V ≤0.7βhs f t A 0 (8.2.9-1)

βhs =(800

h 0

)1/4

(8.2.9-2)

记抗剪力: V c =0.7βhs f t A 0

剪切力根据基底净反力精确计算；对于剪力计算区域内存在柱子的情况，还应扣除柱子轴力。

多工况时，剪力取各工况最大值。

(2)X方向剪切验算

应对图所示的截面进行剪切验算,验算结果见表.

截面b0(mm) h0(mm) h V c(kN) V(kN) 验算结果

1 6000 1450 0.86 7505.57 254.03 满足要求

2 6000 1450 0.86 7505.57 33.00 满足要求

3 6000 1450 0.86 7505.57 101.36 满足要求

4 6000 1450 0.86 7505.57 187.4

5 满足要求

5 6000 1450 0.8

6 7505.5

7 254.03 满足要求

6 6000 1450 0.86 7505.5

7 33.00 满足要求

7 6000 1450 0.86 7505.57 101.36 满足要求

8 6000 1450 0.86 7505.57 187.45 满足要求

X方向剪切验算满足要求

(3)Y方向剪切验算

应对图所示的截面进行剪切验算,验算结果见表.

截面b0(mm) h0(mm) βhs V c(kN) V(kN) 验算结果

1 6000 1450 0.86 7505.57 0.00 满足要求

2 6000 1450 0.86 7505.57 0.00 满足要求

3 6000 1450 0.86 7505.57 0.00 满足要求

4 6000 1450 0.86 7505.57 0.00 满足要求

5 6000 1450 0.8

6 7505.5

7 856.91 满足要求

6 6000 1450 0.86 7505.5

7 638.27 满足要求

7 6000 1450 0.86 7505.57 856.91 满足要求

8 6000 1450 0.86 7505.57 638.27 满足要求

Y方向剪切验算满足要求

4.2.7基础局部受压验算

计算公式: 《混凝土结构设计规范》（D.5.1-1）

F l≤ ω×βl×f cc×A ln

混凝土局部受压强度提高系数:

βl = A b

A l(6.6.1-2)

柱子编号F l(kN) A b(m2) A l(m2) βlω×βl×f cc×A ln(kN) 验算结果A柱0.00 0.20 0.02 3.00 615.35 满足要求B柱0.00 0.20 0.02 3.00 615.35 满足要求C柱563.6 0.20 0.02 3.00 615.35 满足要求D柱563.6 0.20 0.02 3.00 615.35 满足要求4.3塔吊基础抗倾覆验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中

e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

Mk──作用在基础上的弯矩；

Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6×6×1.5=1350kN

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=1803.19/(449+1350)=1.0m <6/3=2 m；

基础抗倾覆稳定性满足要求。

5.结论

经计算，该塔吊基础满足相关规范要求。