QTZ40塔吊基础方案1.docx
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QTZ40塔吊基础方案1
QTZ40塔吊基础方案
一、工程概括
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本工程13楼建筑面积地上9931.62㎡，建筑层数地下2层、地上11~18层，建筑总高度为52.8m；14楼建筑面积地上9538.8㎡，建筑层数地下2层、地上16~18层，建筑总高度为52.8m；15楼建筑面积地上4428.35㎡，建筑层数地下2层、地上10层，建筑总高度为29.6m；
20楼建筑面积地上9783.84㎡，建筑层数地下2层、地上10~18层，建筑高度为52.8m；地下车库建筑面积16730㎡，地下一层。
主要结构类型为钢筋砼剪力墙，抗震设防强度为7度设防，建筑结构类别为3类，防火设计分类为高二类，建筑耐火等级为地上二级、地下一级，建筑耐久年限50年，屋面防水等级二级，地下车库防水等级二级。
外墙为面砖饰面，屋面
为上平屋面，总工期：
365天。
本工程由烟台市容大置业有限公司投资建设，烟台市建筑设计研究股份有限公司设计，烟台圣凯建设工程资讯有限公司监理，浙江省东阳第三建筑工程有限公司组织施工；由叶光洪担任项目经理，王裕正担任技术负责人。
二、塔吊布置及使用环境
13#楼处塔吊安装在13#楼北侧18层处（靠11层方面），该塔吊供13#楼施工垂直运输使用（以下称1#塔吊）；14#楼处塔吊安装在14#楼北侧（靠16层方面），供14#楼施工垂直运输使用（以下称2#塔吊）；15#楼处塔吊安装在15#楼北侧靠东部位，该塔吊供15#楼施工垂直运输使用（以下称3#塔吊）；20#楼处塔吊安装在20#楼北侧（靠10层方面），供20#楼施工垂直运输使用（以下称5#塔吊）。
两台塔吊的安装地点相距约50~70米，考虑到塔吊臂长为47米，塔吊大臂最前端在
运行时的相互之间距离近，因此相邻两台塔吊必需错开。
场地四周无铁塔、高压电线、高大树木等，塔吊无运行障碍。
四周为空地，塔吊使用对四周无影响。
三、塔吊安装技术参数
1#、2#、5#塔吊
本工程塔吊选用最大工作半径47m的QTZ40型，最大起重量为4t，独立使用起升高度27m，附着使用最大起升高度120m。
标准节1.45m×1.45m×2.2m。
由于13、14、20#楼建筑最高点为55.7m，而塔吊基础顶面标高为-6.200，6.2+55.7=61.9米，则安装高
度要有68.2米。
该型号吊为直固式，附墙采用两点附着，三角支撑固定。
根据产品使用说明书可知：
塔机最大独立高度为27m，附着时塔机最大自由高度为18m，最大附着高
度120m。
第一道附着装置高度为离塔吊基础顶面22m，在楼5层顶部标高+16m处附墙，
第二道附着装置比第一套的位置高
满足施工需要。
14.5m，塔吊共附着
4次，安装高度达到
68.2米，可
各附着点距离
附着点标高
最大安装高
备
注
22m（距基础
度
第一道附着
顶）
+16m
34m
第二道附着
14.5m
+30.5m
48.5m
第三道附着
14.5m
+45m
63m
第四道附着
14.5m
+59.5m
77.5m
3#塔吊
附着时最大自由高度为18m
3#塔吊选用最大工作半径47m的QTZ40型，最大起重量为4t，独立使用起升高度
27m，附着使用最大起升高度120m。
标准节1.45m×1.45m×2.2m。
15#楼建筑最高点为32.5m，15#楼塔吊基础顶面标高在-6.2m，6.2+32.5=38.7米，则安装高度要有45米。
该塔吊为直固式，附墙采用两点附着，三角支撑固定。
根据产品使用说明书可知：
塔机最大独立高度27m，附着时塔机最大自由高度为18m，最大附着高度120m。
第一道附着装置高度为离塔吊基础顶面22m，在楼5层顶部标高+16m处附墙，第二道附着装置比第一套的位置高14.5m，塔吊共附着2次，安装高度达到45米，可满足施工需要。
各附着距离附着点标高最大安装高度备注
土层编号及名称
第1层素填土
地基承载力特征
值
fak（kpa）
压缩模量
土工试验
Es（Mpa）
经验值
第2层粉质粘土
220
7.3
第3层角砾混粉质粘土
250
7.3
第4层全风化变粒岩
250
20（Eo）
第5层强风化变粒岩
500
70（Eo）
第6层中风化变粒岩
1100
塔吊基础所处位置土质较好，基础埋置位置6.20米。
相应深度的地基承载力为220kPa，可以直接承受塔吊及基础产生的荷载，直接用第2层土层粉质粘土做为持力层设置塔吊基础。
五、施工基础施工及验收要求
塔吊基坑要挖至与建筑物基础同一土层，确保基础持力层的承载力符合要求。
基坑挖好，经过验收后浇筑C15砼垫层。
基础梁钢筋模板安装完成，要对基础梁的长度、截面尺寸、配筋等进行检查，并经监理单位验收合格，办理隐蔽手续后，浇注C35基础混凝土，留置混凝土试块。
塔吊安
装时，要先对基础进行验收。
六、塔吊基础计算书
1、设计说明：
（1）塔吊安装高度为1#、2#、5#塔吊68.2米，3#塔吊45米；
（2）塔吊基础采用天然土层作为持力层，fk=220kpa；
（3）1#、2#、5#塔吊基础设计为十字交叉梁基础，3#塔吊基础设计为方形独立基础；
（4）塔吊承台砼强度等级为C35。
2、设计依据：
（1）建筑结构荷载规范GBJ9-87；
（2）高耸结构设计规范GBJ135-90；
（3）QTZ40塔式起重机安装使用说明书；
（4）混凝土结构设计规范GBJ10-89；
（5）本工程的地质勘探资料。
风荷载倾覆力矩计算
计算工况：
在塔吊升至最大独立高度27m时，风荷载产生的倾覆力矩最大；附墙后，附着杆以上最大自由高度18米，产生的风荷载倾覆力矩较小，且通过附着杆作用到建筑物上。
所以选择最大独立高度27m时的工况进行计算。
根据建筑结构荷载规范及高耸结构设计规范，有
zszr0
山东烟台地区0=0.40kN/m；
塔吊计算高度H=27m，地面粗糙度类别：
B类田野乡村，风荷载高度变化系数μz：
1.42；塔吊挡风系数=0.2，塔身主弦杆d=121mm，查高耸结设计规范有：
d
d
0
20.40
0.1212
0.006
所以0.002
20.015
故s=0.72.7=1.89；
0
=1.1；z=1.0。
zszr0
=1.01.891.421.10.4=1.18kN/m2；
风荷载产生的水平力：
w=bH
=1.180.21.527=9.558kN。
风荷载产生的倾覆力矩
M1=0.5wH=0.510.4527=129.03kN.m；
十字交叉梁基础设计计算:
根据QTZ40塔机使用说明书塔机其受力如下:
N（垂直力）塔机自重:
240KNM（倾覆力矩）620KN·M
F（水平力）61KN最大起重量F140KN
基础底面积A=[5.7+（5.7-1.0）]1.0+[（2.486×1.243）/2]×4=
10.4+6.18==16.58m2
基础自重：
Q=2516.581.2
=498.96kN。
5、地基承载力计算
Mmax（最大倾覆力矩标准值）=620+129.03+61×1.2=822.23kN·m，倾覆力矩由砼梁承担。
Pmax=2801.2+498.961.2=778.96KN
基础梁截面为bh=10001200。
基础埋置深度-6.28m。
地基承载力按下式计算（建筑地基基础设计规范式5.2.2）
3
1
I=b1h1
3
+b2h2
3
-b3h3+1
b2h
22=5.7
3
1+1
3
5.7-1
3
1+1
1.7582
0.8282=
1212
122
1212
122
0.475+15.5-0.08+0.213=16.188
W1=16.188/2.85=5.68
I2=
bh131
1
-
b2xhx2x2-bhxLx2-2
（b2
4bb1
2
3
b1）h
=5.7
4.73831
122
36（b
b1）
122
2
0.707
2.0832
22.486
0.419
1.876
2-2
2
（3.324
43.324
2.486
2
2.486）
3
0.419=
36（3.3242.486）
50.52-2.08-3.9-0.035=44.504
W2=44.504/2.37=18.8
Pkmax=（Fk+Gk）/A+Mk/W
=778.96/16.58+822.23/5.68
=46.98+144.75
=191.73kpa＜1.2fa=240Kpa
地基承载力满足要求，可以直接在开挖地基上浇注塔吊基础。
6．承台梁计算
基础梁截面为bh=10001200，砼强度等级为C30。
Mmax（最大倾覆力矩标准值）=822.23kN·m，倾覆力矩由砼梁承担。
上述弯矩和垂直力作用在整个基础上，单根基础梁承受的最大弯矩为：
P1=（Mmax/2）/L=（822.23/2）/2.053=200.25KN
在上部弯距作用下，最底部标准节固定点处最大弯距为：
此图中的2121应该是20501934应试是1.574（图和计算数据对不起不，重新画过）
200.25×（2.050+1.574）×1.5745.2=219.7KN.m
基础梁：
h=1.2mb=1.0ma=0.05mh0=h-a=1200-50=1150mm
C30混凝土强度设计值fc=14.3N/mm2，II级钢fy=300N/mm2
（1））梁跨中钢筋计算:
αs=1.2M/（fc×b×h02）
=（1.2×219.7×106）/（14.3×1000×11502）
=0.0139
ζ=1-（1-2×αs）0.5=0.014
As=ζ﹒b﹒h0﹒fc/fy
=0.014×1000×1150×14.3/300
=767mm2
实配8Φ18，As=2290mm2，可以满足要求。
基础梁上下各配钢筋8φ18。
（2））承台梁抗剪计算：
混凝土梁斜截面上的最大剪力设计值
Vc=0.07fcbh0
Vc=0.0714.31000115010-3
=1151.2KN>Vmax=611.4/1.934=316KN
按构造配置箍筋即可，实际配置φ10@200，可满足要求。
七、附墙
1、附着预埋铁件制作安装
按使用说明书提供的附墙件做法，本工程采用如下的附墙方案：
每个附墙点内墙面采
用1块400×500mm钢板（δ=20mm），和外墙钢板之间用6个M24穿墙螺栓固定在剪力墙上，外墙上的钢板上由生产厂家提供，上面的耳板焊接、预留销孔等工作都在车间完成，其板材强度、焊缝等在此不作验算，现场只需要提供内墙面上用的钢板。
刚性附着及附着杆
塔机刚性附着两端都采用轴销连接，轴销连接中的孔径为60+0.1mm，销轴为60mm。
附着杆为生产厂家定型制作，其强度和稳定性在此不作验算。
八、附塔吊基础图
方形基础计算书
一、参数信息
塔吊型号：
QTZ40，塔吊起升高度H：
27.00m，
塔身宽度B：
1.45m，基础埋深d：
0.00m，
自重F1：
240kN，基础承台厚度hc：
1.20m，最大起重荷载F2：
39.2kN，基础承台宽度Bc：
4.50m，混凝土强度等级：
C35，钢筋级别：
III级钢，
额定起重力矩：
400kN·m，基础所受的水平力：
61kN，标准节长度a：
2.2m，倾覆力矩：
620
主弦杆材料：
角钢,宽度：
140mm，
所处城市：
山东烟台市，基本风压W0：
0.55kN/m2，
地面粗糙度类别：
B类田野乡村，风荷载高度变化系数μz：
1.42。
1、塔吊竖向力计算塔吊自重：
G=240kN；
塔吊最大起重荷载：
Q=40kN；
作用于塔吊的竖向力：
Fk＝G＋Q＝240＋40＝280kN；2、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
计算工况：
在塔吊升至最大独立高度27m时，风荷载产生的倾覆力矩最大；附墙后，附着杆以上最大自由高度18米，产生的风荷载倾覆力矩较小，且通过附着杆作用到建筑物上。
所以选择最大独立高度27m时的工况进行计算。
根据建筑结构荷载规范及高耸结构设计规范，有
zszr0
山东烟台地区0=0.40kN/m；
塔吊计算高度H=27m，地面粗糙度类别：
B类田野乡村，风荷载高度变化系数μz：
1.42；
塔吊挡风系数=0.2，塔身主弦杆d=121mm，查高耸结设计规范有：
d
0
20.40
0.1212
0.006
所以0.002
20.015
故s=0.72.7=1.89；
d
0
=1.1；z=1.0。
zszr0
=1.01.891.421.10.4=1.18kN/m2；
风荷载产生的水平力：
w=bH
=1.180.21.527=9.558kN。
风荷载产生的倾覆力矩
M1=0.5wH=0.510.4527=129.03kN.m；
MK＝M倾覆力矩+M1+=620+129.03+61×1.2=822.23KN·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＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3
式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；Mk──作用在基础上的弯矩；
Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×4.5×4.5×1.2=607.5kN；
Bc──为基础的底面宽度；
计算得：
e=822.238/（280+607.5）=0.927m<4.5/3=1.5m；
基础抗倾覆稳定性满足要求！
倾覆力矩应按额定起重力矩的3倍取值，再加上水平力产生的倾覆力矩进行验算。
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=0.927m>4.5/6=0.75m
地面压应力计算：
Pk＝（Fk+Gk）/A
Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）
式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力；
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：
a＝Bc/2－Mk/（Fk＋Gk）＝4.5/2-822.23/（280+607.5）=1.323m。
Bc──基础底面的宽度，取Bc=4.5m；
不考虑附着基础设计值：
Pk＝（280＋607.5）/4.52＝43.827kPaPkmax=2×（280+607.5）/（3×1.323×4.5）=99.38kPa；
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=220.000kPa；
地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=43.827kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值
Pkmax=99.4kPa，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》（GB50007-2002）第8.2.7条。
验算公式如下:
F1≤0.7βhpftamho
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；
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.57MPa；
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.15m；
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；
am=[1.45+（1.45+2×1.15）]/2=2.60m；
at--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at＝1.45m；
ab--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；ab=1.45+2×1.15=3.75；
Pj--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
Pj=67.90kPa；
Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=4.50×（4.50-3.75）/2=1.69m2
Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
Fl=PjAl；
Fl=67.90×1.69=114.58kN。
允许冲切力：
0.7×0.97×1.57×2600.00×
1150.00=3187429.70N=3187.43kN>Fl=114.58kN；
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
六、承台配筋计算
1.抗弯计算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。
计算公式如下:
MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12
式中：
MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；
a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=（Bc-B）/2
＝（4.50-1.45）/2=1.53m；
Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取67.90kN/m2；
P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×（3×a－al）/3×a＝67.9×（3×1.45-1.525）/（3×1.45）=44.095kPa；
G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×4.50×4.50×1.20=820.13kN/m2；
l--基础宽度，取l=4.50m；
a--塔身宽度，取a=1.45m；
a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.45m。
经过计算得MI=1.532×[（2×4.50+1.45）×（67.90+44.09-2×
820.13/4.502）+（67.90-44.09）×4.50]/12=83.53kN·m。
2.配筋面积计算
αs=M/（α1fcbh2
ζ=1-（1-2αs）1/2
γs=1-ζ/2
As=M/（γsh0fy）
式中，αl--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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；
fc--混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2；
ho--承台的计算高度，ho=1.15m。
经过计算得：
αs=83.53×106/（1.00×16.70×4.50×103×（1.15×103）2）=0.001；
ξ=1-（1-2×0.001）0.5=0.001；γs=1-0.001/2=1.000；
As=83.53×106/（1.000×1.15×103×300.00）=242.21mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
4500.00×1200.00×0.15%=8100.00mm2。
故取As=8100.00mm2。
实际配筋值：
HRB33522@250m。
m承台底面单向根数18根。
双向配筋实际配筋值13680mm2，。
可以满足要求
六、附墙
1、附着预埋铁件制作安装
按使用说明书提供的附墙件做法，本工程采用如下的附墙方案：
每个附
墙点内墙面采用1块400×500mm钢板（δ=20mm），和外墙钢板之间用6个
M24穿墙螺栓固定在剪力墙上，外墙上的钢板上由生产厂家提供，上面的耳板焊接、预留销孔等工作都在车间完成，其板材强度、焊缝等在此不作验算，现场只需要提供内墙面上用的钢板。
刚性附着及附着杆
塔机刚性附着两端都采用轴销连接，轴销连接中的孔径为60+0.1mm，销轴为60mm。
附着杆为生产厂家定型制作，其强度和稳定性在此不作验算。
七、附塔吊基础图
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