天然基础塔吊QTZ63(承载力110kPa)

天然基础计算书

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等编制。

一、参数信息

塔吊型号：QTZ63，塔吊起升高度H：35.00m，

塔身宽度B：1.6m，基础埋深d：2.00m，

自重G：450.8kN，基础承台厚度hc：1.20m，

最大起重荷载Q：60kN，基础承台宽度Bc：5.50m，

混凝土强度等级：C35，钢筋级别：HRB335，

基础底面配筋直径：20mm

额定起重力矩Me：630kN·m，基础所受的水平力P：30kN，

标准节长度b：2.8m，

主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：12mm，

所处城市：浙江杭州市，基本风压ω0：0.45kN/m2，

地面粗糙度类别：A类近海或湖岸区，风荷载高度变化系数μz：1.92 。

地基承载力特征值f ak：110kPa，

基础宽度修正系数εb：0.15，基础埋深修正系数εd：1.4，

基础底面以下土重度γ：19.3kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：

19.3kN/m3。

二、塔吊对交叉梁中心作用力的计算

1、塔吊竖向力计算

塔吊自重：G=450.8kN；

塔吊最大起重荷载：Q=60kN；

作用于塔吊的竖向力：F k＝G＋Q＝450.8＋60＝510.8kN；

2、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：

地处浙江杭州市，基本风压为ω0=0.45kN/m2；

查表得：风荷载高度变化系数μz=1.92；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.6+2×2.8+(4×1.62+2.82)0.5)×0.012]/(1.6×2.8)= 0.039；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.9；

高度z处的风振系数取：βz=1.0；

所以风荷载设计值为：

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.9×1.92×0.45=1.754kN/m2；

3、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.754×0.039×1.6×35×35×0.5=67.038kN·m；

M kmax＝Me＋Mω＋P×h c＝630＋67.038＋30×1.2＝733.04kN·m；

三、塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝M k/（F k+G k）≤Bc/3

式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

M k──作用在基础上的弯矩；

F k──作用在基础上的垂直载荷；

G k──混凝土基础重力，G k＝25×5.5×5.5×1.2=907.5kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：e=733.04/(510.8+907.5)=0.517m < 5.5/3=1.833m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

四、地基承载力验算

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:

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=0.517m < 5.5/6=0.917m

地面压应力计算：

P k＝（F k+G k）/A

P kmax＝(F k+G k)/A + M k/W

式中：F k──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,F k ＝510.8kN；

G k──基础自重，G k＝907.5kN；

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.5m；

M k──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M k＝733.04kN·m；

W──基础底面的抵抗矩，W=0.118Bc3=0.118×5.53=19.632m3；

不考虑附着基础设计值：

P k＝（510.8＋907.5）/5.52＝46.886kPa

P kmax=(510.8+907.5)/5.52+733.04/19.632=84.225kPa；

P kmin=(510.8+907.5)/5.52-733.04/19.632=9.547kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:f a=157.768kPa；

地基承载力特征值f a大于压力标准值P k=46.886kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×f a大于无附着时的压力标准值P kmax=84.225kPa，满足要求！

五、基础受冲切承载力验算

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:

F1≤ 0.7βhp f t a m h o

式中βhp --受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.

当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.97；

f t --混凝土轴心抗拉强度设计值；取 f t=1.57MPa；

h o --基础冲切破坏锥体的有效高度；取 h o=1.15m；

a m --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；a m=(a t+a b)/2；

a m=[1.60+(1.60 +2×1.15)]/2=2.75m；

a t --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取a t＝1.6m；

a b --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；a b=1.60 +2×1.15=3.90；

P j --扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取 P j=101.07kPa；

A l --冲切验算时取用的部分基底面积；A l=5.50×(5.50-3.90)/2=4.40m2

F l --相应于荷载效应基本组合时作用在A l上的地基土净反力设计值。

F l=P j A l；

F l=101.07×4.40=444.71kN。

允许冲切力：0.7×0.97×1.57×2750.00×

1150.00=3371319.87N=3371.32kN > F l= 444.71kN；