63塔吊十字形基础的计算

十字形基础的计算书依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。

一. 参数信息

本计算书依据塔吊规范JGJ187-2009进行验算。

二. 荷载计算

1. 自重荷载及起重荷载

1) 塔机自重标准值

F k1=540kN

2) 基础以及覆土自重标准值

G k=(2×8×1.3-1.3×1.3-4×0.5×0×0)×0.9×25=429.98kN

3) 起重荷载标准值

F qk=60kN

2. 风荷载计算

1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)

W k=0.8×1.59×1.95×1.245×0.2=0.62kN/m2

q sk=1.2×0.62×0.35×2.5=0.65kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

F vk=q sk×H=0.65×35.00=22.70kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

M sk=0.5F vk×H=0.5×22.70×35.00=397.21kN.m

2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.30kN/m2)

W k=0.8×1.62×1.95×1.245×0.30=0.94kN/m2

q sk=1.2×0.94×0.35×2.5=0.99kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

F vk=q sk×H=0.99×35.00=34.69kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

M sk=0.5F vk×H=0.5×34.69×35.00=607.05kN.m

3. 塔机的倾覆力矩

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

M k=-200+0.9×(890+397.21)=958.49kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

M k=-200+607.05=407.05kN.m

三. 地基承载力计算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)第4.1.3条承载力计算1. 荷载计算

梁的计算简图如下：（图中 B=8000mm，L1=3540mm,L2=2233mm)

交叉梁基础底面积： A=2×8×1.3-1.3×1.3-4×0.5×0×0=19.11m2条基加腋基础底面积：A0=8×1.3+(1.3+1.3+0×2)×0×2=10.4m2

塔机工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=(600+429.98)/19.11=53.90kN/m2

当偏心荷载作用时：

=(600+429.98)×10.4/19.11=560.53kN

=(958.49+22.70×0.9)/560.53=1.75m≤b/4=2.00m满足要求! 由于偏心距e>b/6=1.33m，所以按大偏心计算：

=2×560.53/[3×1.3×(4-1.75)]=127.55kN/m2

由于梁底荷载为三角形荷载，所以按下式计算P1：

=127.55×[3×(4-1.75)-2.2325]/[3×(4-1.75)]=85.43kN/m2塔机非工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=(540+429.98)/19.11=50.76kN/m2

当偏心荷载作用时：

=(540.00+429.98)×10.4/19.11=527.88kN

=(407.05+34.69×0.9)/527.88=0.83m≤b/4=2.00m满足要求! 由于偏心距e≤b/6=1.33m，所以按小偏心计算：

=527.88/(8×1.3)+(407.05+34.69×0.9)/13.87=82.36kN/m2

=527.88/(8×1.3)-(407.05+34.69×0.9)/13.87=19.15kN/m2

由于梁底荷载为梯形荷载，所以按下式计算P1：

=19.15+(8-2.2325)×(82.36-19.15)/8=64.72kN/m2

四. 基础配筋计算

比较上述两种工况的计算，可知本案塔机在工作状态时，基础截面弯矩最大，故应按工作状态的荷载组合进行基础设计

1. 基础弯矩计算:

基础自重在基础底面产生的压力标准值

P kG=G k/A=429.98/19.11=22.5kN/m2

基底均布荷载设计值

=1.35×[(127.55+85.43)/2-22.50]×1.3=147.41 kN/m

1-1截面弯矩设计值

M1=q1×L22/2=147.41×2.232/2=367.34kN.m

2. 纵向钢筋面积计算

依据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010

式中α1──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法确定

f c──混凝土抗压强度设计值

h0──承台的计算高度

经过计算得αs=367.34×106/(1.00×16.70×1.30×103×8502)=0.023419 ξ=1-(1-2×0.023419)0.5=0.023700

γs=1-0.023700/2=0.988150

As=367.34×106/(0.988150×850×360.00)=1214.86mm2

实际选用钢筋为：钢筋直径20mm，钢筋根数为4

十字梁基础实际配筋面积为A s0 = 3.14×202/4 × 4=1257mm2

实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!

3. 基础箍筋面积计算

最大剪力设计值：

V max=q1×L2=147.41×2.23=329.09kN

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.3条。

我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

式中βh──承台受冲切承载力截面高度影响系数；βh=0.985

b──承台的计算宽度，b=1300mm

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=850mm

f y──钢筋受拉强度设计值，f y=360N/mm2

S──箍筋的间距，S=200mm

经过计算基础已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!

五. 地基基础承载力验算

修正后的地基承载力特征值为:f a=160.00kPa

轴心荷载作用：由于 f a≥P k=53.90kPa 所以满足要求！

偏心荷载作用：由于1.2×f a≥P kmax=127.55kPa 所以满足要求！塔吊计算满足要求！