塔吊地基承载力验算

TC5610塔式起重机地基承载力验算
(18#楼2-D~2-E轴交3-16轴处)
某某工程18#楼塔吊拟采用长沙中联重工科技发展股份有限公司生产的TC5610塔式起重机，塔吊采用附着式安装，起升高度约100米（本塔吊附着式最大起升高度为220米）。

使用期限约为十九个月，本工程受场地限制，塔吊基础设置在地下室底板2-D~2-E轴交3-16轴处（具体详见附图），以下计算均采用标准值（地基采用特征值）。

由于本工程地下室基础为桩承载，而塔吊基础持力层为残积砂质粘性土层，为防止不均匀沉降引起地下室底板裂缝，在塔吊基础周边与地下室交接处均设后浇带，浇筑时间同地下室底板后浇带做法如下图：
一、地基承载力验算依据：
1、根据地质报告基础持力层土层为残积砂质粘性土，地基承载力特征值取值为230KPa。

2、根据塔吊使用说明中要求,塔吊基础选用5.0 m×5.0 m×1.00 m固定支腿钢筋混凝土基础。

3、根据厂家提供使用说明书(第1.1-5页)，塔吊附着式安装的参数如下：
Fv ：基础所受垂直力； Fh ：基础所受水平力； M ：基础所受倾覆力矩； e ：偏心距，单位m 。

4、
塔吊基础属于设备基础，吊臂在工作状态或风荷载的作用下使塔吊基础的受力不断发生变化。

根据《塔式起重机设计规范》—GB/T13752-92中第13页第4.6.3条中，固定式混凝土基础的抗倾翻稳定性验算要求，荷载的偏心距e 取不超过b/3。

二、地基承载力验算： （一）、工作状态下：
1、基础所受垂直力Fv 为：511.2 KN
2
、基础自重：G ＝5.0×5.0×1.00×25=625.0 KN 3、塔吊总重：F ＝Fv ＋G = 511.2 + 625.0 ＝ 1136.2 KN 4、力矩M /＝M+Fh ×1.00＝1335.0＋18.3×1.00＝1353.3 KN.m a 、当轴心荷载作用时：
P=F/A= 1136.2/（5.0×5.0）=45.45 kPa ＜f=230kPa ,
——满足要求
Pmin
Pmax
b 、当偏心荷载作用时：
e ＝M //F ＝1353.3/1136.2＝1.19 ＜ b/3＝5.0/3＝1.66 ——塔吊稳定性满足要求
Pmax ＝F/A ×(1＋6e/b)＝45.45×(1＋6×1.19/5.0)
＝110.35 kPa ＜ 1.2f ＝276 kPa ——符合要求 Pmin ＝F/A ×(1－6e/b)＝45.45×(1－6×1.19/5.0)=-19.45＜0 由于计算出的Pmin ＜0，此时基底接触压力将重新分布，按下式重新计算Pmax:
——符合要求 （二）、非工作状态下：
1、基础所受垂直力Fv 为：464.1 KN
2、基础自重：G=5.0×5.0×1.00×25=625.0 KN
3、塔吊总重：F =Fv ＋G= 464.1 + 625.0 ＝ 1089.1 KN
4、力矩M /＝M+Fh ×1.00＝1552＋73.9×1.00＝1625.9 KN.m a 、当轴心荷载作用时：
P=F/A= 1089.1/（5.0×5.0）=43.56 kPa ＜f=230kPa ,
——满足要求 b 、当偏心荷载作用时：
e ＝M //F ＝1625.9/1089.1＝1.49 ＜ b/3＝5.0/3＝1.66 ——塔吊稳定性不能满足要求
Pmax ＝F/A ×(1＋6e/b)＝43.56×(1＋6×1.49/5.0)
＝121.45 kPa ＜1.2f ＝276 kPa ——符合要求
Pmin ＝F/A ×(1－6e/b)＝43.56×(1－6×1.49/5.0)=-34.36＜0
2F 3b(b/2－e)
Pmax = =
2×1136.2 3×5.0×(5.0 / 2－1.19)
=115.64 kPa ＜f=230kPa
由于计算出的Pmin ＜0，此时基底接触压力将重新分布，按下式重新计算Pmax:
——符合要求
c 、塔吊基础抗倾覆验算：
M 抗＝F ×b/2＝1089.1×5.0/2＝2722.75 KN.m
K ＝M 抗÷M /＝2722.75÷1625.9＝1.67＞1.6 ——满足要求
三、塔吊基础配筋验算：
本基础为方便施工，拟将设计地下室底板配筋代换原设计塔吊基础配筋。

根据塔吊使用说明中，塔吊基础配筋为二级钢24B25双层双向。

塔吊基础处地下室底板板面配筋为三级钢C18@200双层双向。

钢筋按单向等强代换原则计算如下：
原设计塔吊基础单向配筋：按说明中为24支
A s1f y1=1/4∏d 2×24×f y1=1/4×3.14×252×24×300=0.35×106
N 地下室底板单向配筋：（5000-40×2）÷200＝24.6 取配筋26支, A s2f y2=1/4∏d 2×26×f y2=1/4×3.14×182×26×360=2.38×106
N
A s1f y1 < A s2f y2 ,——满足要求
A s1——原设计钢筋的计算截面面积（mm 2
）
A s2——拟代换钢筋的计算截面面积（mm 2
）
f y1——原设计钢筋的抗拉强度设计值（N/mm 2
）
f y2——拟代换钢筋的抗拉强度设计值（N/mm 2
）
d ——钢筋直径（mm ）
2F 3b(b/2－e)
Pmax = =
2×1089.1 3×5.0×(5.0 / 2－1.49)
=143.78 kPa ＜f=230kPa
故，塔吊基础配筋代换为，面筋保持原地下室配筋不变，底筋采用B18@200双向配制，如下图：
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