55米塔吊计算式.docx

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55米塔吊计算式

矩形板式基础计算方案书

工程名称：

施工单位：

编制人：

日期：

一、

编制依据

1、工程施工图纸及现场概况

2、塔机使用说明书

3、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009》

4、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010

5、《塔式起重机设计规范》GB13752-92

6、《混凝土结构设计规范GB50010-2002》

7、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）2006年版

8、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

9、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）

二、塔机属性

塔机型号

QTZ63

塔身桁架结构

方钢管

桁架结构宽度B

1.6m

塔机独立状态的计算高度H

40m

三、塔机荷载

（一）塔机自身荷载标准值

塔身自重G0

1200kN

起重臂自重G1

60.94kN

起重臂重心至塔身中心距离RG1

25m

小车和吊钩自重G2

3.8kN

最大起重荷载Qmax

60kN

最大起重荷载至塔身中心最大距离RQmax

13.7m

最小起重荷载Qmin

10kN

最大吊物幅度RQmin

55m

最大起重力矩M2

690kN·m

平衡臂自重G3

22kN

平衡臂重心至塔身中心距离RG3

6.3m

平衡块自重G4

120kN

平衡块重心至塔身中心距离RG4

11.8m

（二）风荷载标准值

工程所在地

四川成都市

基本风压ω0（kN/m2）

工作状态

0.2

非工作状态

0.35

塔帽形状和变幅方式

锥形塔帽，小车变幅

地面粗糙度

C类　有密集建筑群的城市市区

风振系数βz

工作状态

1.77

非工作状态

1.82

风压等效高度变化系数μz

0.92

风荷载体型系数μs

工作状态

1.95

非工作状态

1.95

风向系数α

1.2

塔身前后片桁架的平均充实率α0

0.35

风荷载标准值ωk

ωk=0.8βzμsμzω0

工作状态

0.8×1.2×1.77×1.95×0.92×0.2=0.61kN/m2

非工作状态

0.8×1.2×1.82×1.95×0.92×0.35=1.1kN/m2

（三）塔机传递至基础荷载标准值

工作状态

塔机自重标准值Fk1

1200+60.94+3.8+22+120=1406.74kN

起重荷载标准值Fqk

60KN

竖向荷载标准值Fk

1406.74+60=1466.74kN

水平荷载标准值Fvk

0.61×0.35×1.6×40=13.66kN

倾覆力矩标准值Mk

60.94×25+3.8×13.7-22×6.3-120×11.8+0.9×（690+0.5×13.66×40）=887.84kN·m

非工作状态

竖向荷载标准值Fk'

1406.74kN

水平荷载标准值Fvk'

1.1×0.35×1.6×40=24.64kN

倾覆力矩标准值Mk'

60.94×25-22×6.3-120×11.8+0.5×24.64×40=461.70kN·m

（四）塔机传递至基础荷载设计值

工作状态

塔机自重设计值F1

1.2Fk1=1.2×1406.74=1688.09kN

起重荷载设计值Fq

1.4Fqk=1.4×60=84.00kN

竖向荷载设计值F

1688.09+84.00=1772.09kN

水平荷载设计值Fv

1.4Fvk=1.4×13.66=19.12kN

倾覆力矩设计值M

1.2×（60.94×25+3.8×13.7-22×6.3-120×11.8）+1.4×0.9×（690+0.5×13.66×40）=1238.78kN·m

非工作状态

竖向荷载设计值F'

1.2Fk'=1.2×1406.74=1688.09kN

水平荷载设计值Fv'

1.4Fvk'=1.4×24.64=34.50kN

倾覆力矩设计值M'

1.2×（60.94×25-22×6.3-120×11.8）+1.4×0.5×24.64×40=652.60kN·m

四、基础验算

基础参数

基础长l

5.5m

基础宽b

5.5m

基础高度h

1.35m

基础混凝土强度等级

C35

基础混凝土自重γc

25kN/m3

混凝土保护层厚度δ

40mm

基础上部覆土厚度h’

0m

基础上部覆土的重度γ’

18kN/m3

地基参数

地基承载力特征值fak

280kPa

基础宽度的地基承载力修正系数ηb

3

基础埋深的地基承载力修正系数ηd

4.4

基础底面以下的土的重度γ

19kN/m3

基础底面以上土的加权平均重度γm

19kN/m3

基础埋置深度d

1.35m

修正后的地基承载力特征值fa

493.56kPa

地基变形

基础倾斜方向一端

沉降量S1

mm

基础倾斜方向另一端

沉降量S2

mm

基础倾斜方向的

基底宽度b'

mm

基础及其上土的自重荷载标准值：

Gk=5.5×5.5×1.35×25=1020.94kN

基础及其上土的自重荷载设计值：

G=1.2×1020.94=1225.13kN

荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：

Mk''=G1RG1+G2RG2-G3RG3-G4RG4+0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）

=60.94×25＋3.8×13.7－22×6.3－120×11.8＋0.9×（690+0.5×13.66×40/1.2）=846.86kN·m

Fvk''=Fvk'/1.2=13.66/1.2=11.38kN

荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：

M''=1.2×（G1RG1+G2RG2-G3RG3-G4RG4）+1.4×0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）

=1.2×（60.94×25＋3.8×13.7－22×6.3－120×11.8）＋1.4×0.9×（690＋0.5×13.66×40/1.2）=1181.41kN·m

Fv''=Fv'/1.2=19.12/1.2=15.93kN

基础长宽比：

l/b=5.5/5.5=1<1.1，基础计算形式为方形基础。

Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.73m3

Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.73m3

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：

=887.84×5.5/7.78=627.65kN·m

=887.84×5.5/7.78=627.65kN·m

1、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

=（1466.74+1020.94）/30.25-627.65/27.73-627.65/27.73=36.97kPa>0

偏心荷载合力作用点在核心区内。

2、基础底面压力验算

Pkmin=36.97kPa

Pkmax=（Fk+Gk）/A+Mkx/Wx+Mky/Wy=（1466.74+1020.94）/30.25+627.65/27.73+627.65/27.73=127.51kPa

3、基础轴心荷载作用应力

Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（1466.74+1020.94）/（5.5×5.5）=82.24kN/m2

4、基础底面压力验算

（1）、修正后地基承载力特征值

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）

=280+3×19×（5.5-3）+4.4×19×（1.35-0.5）=493.56kPa

（2）、轴心作用时地基承载力验算

Pk=82.24kPa

满足要求！

（3）、偏心作用时地基承载力验算

Pkmax=127.51kPa<1.2fa=1.2×493.56=592.27kPa

满足要求！

5、基础抗剪验算

基础有效高度：

h0=h-δ=1350-（40+20/2）=1300mm

X轴方向净反力：

Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（1466.74/30.25-（846.86+11.38×1.35）/27.73）=23.48kN/m2

Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（1466.74/30.25+（846.86+11.38×1.35）/27.73）=107.43kN/m2

假设Pxmin=0,偏心安全，得

P1x=（（b+B）/2）Pxmax/b=（（5.5+1.6）/2）×107.43/5.5=69.34kN/m2

Y轴方向净反力：

Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（1466.74/30.25-（846.86+11.38×1.35）/27.73）=23.48kN/m2

Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（1466.74/30.25+（846.86+11.38×1.35）/27.73）=107.43kN/m2

假设Pymin=0,偏心安全，得

P1y=（（l+B）/2）Pymax/l=（（5.5+1.6）/2）×107.43/5.5=69.34kN/m2

基底平均压力设计值：

px=（Pxmax+P1x）/2=（107.43+69.34）/2=88.39kN/m2

py=（Pymax+P1y）/2=（107.43+69.34）/2=88.39kN/m2

基础所受剪力：

Vx=|px|（b-B）l/2=88.39×（5.5-1.6）×5.5/2=947.98kN

Vy=|py|（l-B）b/2=88.39×（5.5-1.6）×5.5/2=947.98kN

X轴方向抗剪：

h0/l=1300/5500=0.24<4

0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1300=29851.25kN>Vx=947.98kN

满足要求！

Y轴方向抗剪：

h0/b=1300/5500=0.24<4

0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5500×1300=29851.25kN>Vx=947.98kN

满足要求！

五、基础配筋验算

基础底部长向配筋：

HRB400Φ20@150基础底部短向配筋：

HRB400Φ20@150

基础顶部长向配筋：

HRB400Φ20@150基础顶部短向配筋：

HRB400Φ20@150

1、基础弯距计算

基础X向弯矩：

MⅠ=（b-B）2pxl/8=（5.5-1.6）2×88.39×5.5/8=924.28kN·m

基础Y向弯矩：

MⅡ=（l-B）2pyb/8=（5.5-1.6）2×88.39×5.5/8=924.28kN·m

2、基础配筋计算

（1）、底面长向配筋面积

αS1=|MⅡ|/（α1fcbh02）=924.28×106/（1×16.7×5500×13002）=0.006

ζ1=1-

=0.006

γS1=1-ζ1/2=1-0.006/2=0.997

AS1=|MⅡ|/（γS1h0fy）=924.28×106/（0.997×1300×360）=1981mm2

按砼结构设计规范9.5.2规定，基础最小配筋百分率取0.15%，Amin=ρbh0=0.0015×5500×1300=10725mm2

取两者大值，A1=10725mm2

基础底长向实际配筋：

As1'=11932mm2>A1=10725mm2

满足要求！

（2）、底面短向配筋面积

αS2=|MⅠ|/（α1fclh02）=924.28×106/（1×16.7×5500×13002）=0.006

ζ2=1-

=0.006

γS2=1-ζ2/2=1-0.006/2=0.997

AS2=|MⅡ|/（γS2h0fy）=924.28×106/（0.997×1300×360）=1981mm2

按砼结构设计规范9.5.2规定，基础最小配筋百分率取0.15%，Amin=ρlh0=0.0015×5500×1300=10725mm2

取两者大值，A2=10725mm2

基础底长向实际配筋：

As2'=11932mm2>A2=10725mm2

满足要求！

（3）、顶面长向配筋面积

基础顶长向实际配筋：

AS3'=11932mm2>0.5AS1'=0.5×11932=5966mm2

满足要求！

（4）、顶面短向配筋面积

基础顶短向实际配筋：

AS4'=11932mm2>0.5AS2'=0.5×11932=5966mm2

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Φ10@500