验算固定式塔吊基础

固定式塔吊基础设计计算书
由长沙中联重工的塔吊说明书得：
支腿固定式基础荷载：
初步取塔吊基础尺寸为5米×5米×1.5米，塔吊基础设计地基承载力为160Kpa/m2
一、基础几何尺寸的确定
1、塔式起重机基础受偏心荷载的作用，确定方形基础的几何尺寸：
按照轴心受压，用下式估算基础底面积A0：
A0≥F v /(f a-r G d)
式中：A0—基础底面面积（m2）；
f a—地基承载力，由实地勘探确定，此处由36#墩实验报告为220Kpa；
r G—基础及其上覆土体的混合重度（KG/m3）；
F v—作用在基础上的竖向荷载标准值（KN）；
d—基础埋置深度（m）；
f a=220；r G=511.2/5×5×1.5+24=37; F v=511.2;d=1.5;
A0=511.2/(200-37)=3.14（m2）；
取偏心荷载的基础底面积A1=1.1～1.4 A0，根据A1初步确定方形基础的边长b，同时b要满足大于等于塔吊标准节宽度乘以两倍基础厚度h。

取A1=1.3A0=4.08（m2）
b=√4.08=2.02m，
塔吊标准节乘以两倍的基础厚度h，=1.6×2×1.5=4.8（m）
实际选择塔机基础宽度为5米＞4.8米＞2.02米，
所以选择塔机基础尺寸5米×5米×1.5米符合设计要求。

2、固定式基础需满足整体抗倾覆要求：
（F v+F g）×b/2≥Km
式中F g—混凝土基础的重力（KN）,Fg=rb2h,其中r为混凝土容重，取24KN/m3，h为基础高度；
M—作用在基础上的弯矩标准值（KN.m）；
b—独立基础底边边长（m）；
k—安全系数，一般取2；
h—基础厚度（m）
将各值代入到公式：F g=rb2h=24×5×5×1.5=900（KN）
kM=2×1552=3104（KN.m）
（F v+F g）×b/2=（511.2+900）×5/2=3528（KN.m）由于3528＞3104，所以塔机基础抗倾覆满足设计要求。

二、地基承载力验算与整体抗倾覆验算
当固定式塔机达到最大独立高度并且未进行附着时，塔机对基础的荷载最大。

独立固定式及固定附着式对其基础要求比较严格，其支腿或地脚螺栓要埋入特制的混凝土内。

设计时要满足抗倾覆稳定性、地面压应力要求，其公式如下：
混凝土基础抗倾覆稳定性公式如下：
e=(M+F h.h)/(F v+F g)≤b/3
地面压应力验算公式如下：
PB=2(F v+F g)/3bl＜「PB」
其中：e—偏心距，即地反力的合力至基础中心的距离；
M—作用在基础上的弯矩；
F v—作用在基础上的水平力；
F g—混凝土基础的重力；
PB—地面的计算应力；
「PB」—地面的允许应力；
l—基础边线到偏心的距离l=5/2-1.177=1.323(m);
工作状态：e=(M+F h.h)/(F v+F g)=（1335+18.3×1.5）/(511.2+900)=0.965≤b/3=1.67m
非工作状态：e=(M+F h.h)/(F v+F g)=（1552+73.3×1.5）/(511.2+900)=1.177≤b/3=1.67m
根据上式计算得：
「PB」=200KPa≥PB=2(F v+F g)/3bl=2（511.2+900）/「3×5×（5/2-1.177）」=142.22Kpa
根据以上计算：该塔吊基础满足抗倾覆设计要求。

通过以上计算，该塔吊基础尺寸的选择、地基承载力验算均符合设计要求，所以采用该基础尺寸形式。