塔吊基础承载力验算.doc

塔吊基础承载力验算.doc

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天然基础计算书

××工程；工程建设地点：

××湖畔；属于剪力墙结构；地上31层；地下2层；建筑高度：

0m；标准层层高：

3m；总建筑面积：

150000平方米；总工期：

450天。

本工程由武汉誉天红光置业有限公司投资建设，××设计事务所有限公司设计，某某勘察单位地质勘察，某某监理公司监理，××公司组织施工；由××担任项目经理，××担任技术负责人。

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：

120.00m，

塔身宽度B：

1.6m，基础埋深d：

0.00m，

自重G：

450.8kN，基础承台厚度hc：

1.45m，

最大起重荷载Q：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.10m，

混凝土强度等级：

C30，钢筋级别：

HRB335，

基础底面配筋直径：

20mm

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：

Fk＝G＋Q＝450.8＋60＝510.8kN；

2、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝4742.18kN·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＝25×5.1×5.1×1.45=942.86kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=4742.18/（510.8+942.86）=3.84m<5.1/3=1.7m；

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=1.972m>8/6=1.333m

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/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝8/20.5-5583.67/（510.8+2320）=3.684m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=8m；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（510.8＋2320）/82＝44.231kPa

Pkmax=2×（510.8+2320）/（3×3.684×8）=64.027kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=188.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=44.231kPa，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=64.027kPa，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=0.95；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.43MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.40m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[1.60+（1.60+2×1.40）]/2=3.00m；

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＝1.6m；

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=1.60+2×1.40=4.40；

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=76.83kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=8.00×（8.00-4.40）/2=14.40m2

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=76.83×14.40=1106.39kN。

允许冲切力：

0.7×0.95×1.43×3000.00×1400.00=3993990.00N=3993.99kN>Fl=1106.39kN；

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＝（8.00-1.60）/2=3.20m；

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76.83kN/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＝76.83×（3×1.6-3.2）/（3×1.6）=25.611kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×8.00×8.00×1.45=3132.00kN/m2；

l--基础宽度，取l=8.00m；

a--塔身宽度，取a=1.60m；

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。

经过计算得MI=3.202×[（2×8.00+1.60）×（76.83+25.61-2×3132.00/8.002）+（76.83-25.61）×8.00]/12=418.28kN·m。

2.配筋面积计算

αs=M/（α1fcbh02）

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=14.30kN/m2；

ho--承台的计算高度，ho=1.40m。

经过计算得：

αs=418.28×106/（1.00×14.30×8.00×103×（1.40×103）2）=0.002；

ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；

γs=1-0.002/2=0.999；

As=418.28×106/（0.999×1.40×103×300.00）=996.84mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

8000.00×1450.00×0.15%=17400.00mm2。

故取As=17400.00mm2。

建议配筋值：

HRB335钢筋，20@140mm。

承台底面单向根数56根。

实际配筋值17595.2mm2。