塔吊基础安全施工塔吊基础设计

4.1塔吊基础设计概况 14.3塔吊基础计算书 44.3.1计算依据 44.3.2STT293塔吊计算书 44.3.3WA7025-12E塔吊计算书 104.1塔吊基础设计概况本工程塔吊基础设计位于地下车库基础底板下，塔吊基础底标高为-17m，对应的直接持力层主要为第四纪沉积的卵石③层，第四纪沉积的卵石=4\*GB3④层，粉质黏土=4\*GB3④1层，黏质粉土、砂质粉土=4\*GB3④2层及卵石混黏性土=4\*GB3④3层，局部为人工堆积的房渣土①层及卵石素填土①1层；将局部分布的人工填土层全部挖除后采用级配砂石分层压实（压实系数不小于0.97）回填至设计标高，人工填土挖除换填后地基承载力标准值为fka180kPa，满足塔吊基础承载力要求，故塔吊基础采用天然土层作为塔吊基础的地基。塔吊基础设计概况见表4.1所述。表4.1塔吊基础设计概况编号使用部位塔吊型号轴线位置基础尺寸（m）基础顶标高1#1#楼及地下车库WA7025-12E8～9/AE～AF轴承台尺寸7.5×7.5×1.7m采用天然地基-15.35m2#2#楼及地下车库STT29323～24/AA～AC轴承台尺寸7.5×7.5×1.7m采用天然地基-15.35m3#3#楼及地下车库WA7025-12E5～6/P～Q轴承台尺寸7.5×7.5×1.7m采用天然地基-15.35m4#4#楼及地下车库STT253B-12t18～20/K～L轴承台尺寸7.5×7.5×1.7m采用天然地基-15.35m5#5#楼及地下车库STT2933～4/F～G轴承台尺寸7.5×7.5×1.7m采用天然地基-15.35m6#6#楼及地下车库STT253B-12t17～18/A～B轴承台尺寸7.5×7.5×1.7m采用天然地基-15.35m4.2@1#塔吊基础平面定位图4.2-22#塔吊基础平面定位图4.2-33#塔吊基础平面定位图4.2-44#塔吊基础平面定位图4.2-55#塔吊基础平面定位图4.2-66#塔吊基础平面定位图4.3.1-25#塔吊基础设计做法4.3塔吊基础计算书本工程共使用6台塔吊三种不同型号，其中STT293-18t塔吊2台，STT253B-12t塔吊2台，WA7025-12E塔吊2台，计算书分别针对永茂建机较大型号STT293-18t塔吊（STT253B-12t基础按照STT293-18t进行施工）和中联重科WA7025-12E对应基础进行计算。4.3.1计算依据1、《塔式起重机混凝土基础工程技术标准》JGJ/T187-20192、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20114.3.2STT293塔吊计算书一、塔机属性塔机型号STT293-永茂建机塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)61.24塔机独立状态的计算高度H(m)62.65塔身桁架结构圆钢管塔身桁架结构宽度B(m)2二、塔机荷载1、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)1130起重荷载标准值Fqk(kN)180竖向荷载标准值Fk(kN)1310水平荷载标准值Fvk(kN)42倾覆力矩标准值Mk(kN·m)4459非工作状态竖向荷载标准值Fk'(kN)1130水平荷载标准值Fvk'(kN)150倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)54882、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.35Fk1＝1.35×1130＝1525.5起重荷载设计值FQ(kN)1.35Fqk＝1.35×180＝243竖向荷载设计值F(kN)1525.5+243＝1768.5水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk＝1.35×42＝56.7倾覆力矩设计值M(kN·m)1.35Mk＝1.35×4459＝6019.65非工作状态竖向荷载设计值F'(kN)1.35Fk'＝1.35×1130＝1525.5水平荷载设计值Fv'(kN)1.35Fvk'＝1.35×150＝202.5倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.35Mk'＝1.35×5488＝7408.8三、基础验算基础布置图基础布置基础长l(m)7.5基础宽b(m)7.5基础高度h(m)1.7基础参数基础混凝土强度等级C40基础混凝土自重γc(kN/m3)25基础上部覆土厚度h’(m)0.4基础上部覆土的重度γ’(kN/m3)25基础混凝土保护层厚度δ(mm)50地基参数修正后的地基承载力特征值fa(kPa)180基础及其上土的自重荷载标准值：Gk=bl(hγc+h'γ')=7.5×7.5×(1.7×25+0.4×25)=2953.125kN基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×2953.125=3986.719kN荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：Mk''=Mk'=5488kN·mFvk''=Fvk'/1.2=150/1.2=125kN荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：M''=M'=7408.8kN·mFv''=Fv'/1.2=202.5/1.2=168.75kN基础长宽比：l/b=7.5/7.5=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。Wx=lb2/6=7.5×7.52/6=70.312m3Wy=bl2/6=7.5×7.52/6=70.312m3相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：Mkx=Mk''b/(b2+l2)0.5=5488×7.5/(7.52+7.52)0.5=3880.602kN·mMky=Mk''l/(b2+l2)0.5=5488×7.5/(7.52+7.52)0.5=3880.602kN·m1、偏心距验算（1）偏心位置相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy=(1130+2953.125)/56.25-3880.602/70.312-3880.602/70.312=-37.793<0偏心荷载合力作用点在核心区外。（2）偏心距验算偏心距：e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(5488+150×1.7)/(1130+2953.125)=1.407m合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：a=(7.52+7.52)0.5/2-1.407=3.897m偏心距在x方向投影长度：eb=eb/(b2+l2)0.5=1.407×7.5/(7.52+7.52)0.5=0.995m偏心距在y方向投影长度：el=el/(b2+l2)0.5=1.407×7.5/(7.52+7.52)0.5=0.995m偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离：b'=b/2-eb=7.5/2-0.995=2.755m偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离：l'=l/2-el=7.5/2-0.995=2.755mb'l'=2.755×2.755=7.592m2≥0.125bl=0.125×7.5×7.5=7.031m2满足要求！2、基础底面压力计算荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值Pkmin=-37.793kPaPkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(1130+2953.125)/(3×2.755×2.755)=179.263kPa3、基础轴心荷载作用应力Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(1130+2953.125)/(7.5×7.5)=72.589kN/m24、基础底面压力验算(1)、修正后地基承载力特征值fa=180.00kPa(2)、轴心作用时地基承载力验算Pk=72.589kPa≤fa=180kPa满足要求！(3)、偏心作用时地基承载力验算Pkmax=179.263kPa≤1.2fa=1.2×180=216kPa满足要求！5、基础抗剪验算基础有效高度：h0=h-δ=1700-(50+25/2)=1637mmX轴方向净反力：Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(1130.000/56.250-(5488.000+125.000×1.700)/70.313)=-82.330kPaPxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(1130.000/56.250+(5488.000+125.000×1.700)/70.313)=136.570kPa假设Pxmin=0,偏心安全，得P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((7.500+2.000)/2)×136.570/7.500=86.494kPaY轴方向净反力：Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(1130.000/56.250-(5488.000+125.000×1.700)/70.313)=-82.330kPaPymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(1130.000/56.250+(5488.000+125.000×1.700)/70.313)=136.570kPa假设Pymin=0,偏心安全，得P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((7.500+2.000)/2)×136.570/7.500=86.494kPa基底平均压力设计值：px=(Pxmax+P1x)/2=(136.57+86.494)/2=111.532kPapy=(Pymax+P1y)/2=(136.57+86.494)/2=111.532kPa基础所受剪力：Vx=|px|(b-B)l/2=111.532×(7.5-2)×7.5/2=2300.344kNVy=|py|(l-B)b/2=111.532×(7.5-2)×7.5/2=2300.344kNX轴方向抗剪：h0/l=1637/7500=0.218≤40.25βcfclh0=0.25×1×19.1×7500×1637/1000=58625.063kN≥Vx=2300.344kN满足要求！Y轴方向抗剪：h0/b=1637/7500=0.218≤40.25βcfcbh0=0.25×1×19.1×7500×1637/1000=58625.063kN≥Vy=2300.344kN满足要求！四、基础配筋验算基础底部长向配筋HRB400基础X向弯矩：MⅠ=(b-B)2pxl/8=(7.5-2)2×111.532×7.5/8=3162.973kN·m基础Y向弯矩：MⅡ=(l-B)2pyb/8=(7.5-2)2×111.532×7.5/8=3162.973kN·m2、基础配筋计算(1)、底面长向配筋面积αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=3162.973×106/(1×19.1×7500×16372)=0.008ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.008)0.5=0.008γS1=1-ζ1/2=1-0.008/2=0.996AS1=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=3162.973×106/(0.996×1637×360)=5389mm2基础底需要配筋：A1=max(5389，ρbh0)=max(5389，0.0015×7500×1637)=18416mm2基础底长向实际配筋：As1'=25034.566mm2≥A1=18416.25mm2满足要求！(2)、底面短向配筋面积αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=3162.973×106/(1×19.1×7500×16372)=0.008ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.008)0.5=0.008γS2=1-ζ2/2=1-0.008/2=0.996AS2=|MⅠ|/(γS2h0fy2)=3162.973×106/(0.996×1637×360)=5389mm2基础底需要配筋：A2=max(5389，ρlh0)=max(5389，0.0015×7500×1637)=18416mm2基础底短向实际配筋：AS2'=25034.566mm2≥A2=18416.25mm2满足要求！(3)、顶面长向配筋面积基础顶长向实际配筋：AS3'=25034.566mm2≥0.5AS1'=0.5×25034.566=12517.283mm2满足要求！(4)、顶面短向配筋面积基础顶短向实际配筋：AS4'=25034.566mm2≥0.5AS2'=0.5×25034.566=12517.283mm2满足要求！(5)、基础竖向连接筋配筋面积基础竖向连接筋为双向HRB400"D:\\品茗安全计算软件软件安装包\\安装程序\\品茗建筑安全计算软件V13.7.3\\OutPut\\基础配筋图.dwg"基础配筋图