房建施工實(shí)戰(zhàn)之塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算

塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)戰(zhàn)演練趙志剛本講內(nèi)容：?

一、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參考規(guī)范、規(guī)程?

二、塔吊基礎(chǔ)的類型及基本規(guī)定?

三、塔吊基礎(chǔ)的一般規(guī)定?

四、塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則?

五、主要名詞解釋?

六、基礎(chǔ)埋置深度的確定?

七、天然地基基礎(chǔ)地基計(jì)算?

八、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及實(shí)例?

九、塔吊基礎(chǔ)計(jì)算軟件操作要點(diǎn)一、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參考規(guī)范、規(guī)程1）《建筑制圖規(guī)范》GB/T50104-20102）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB

50009-2012）。3）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB

50007-2011）；4）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB

50010-2010）；5）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB

50017-2003）；7）《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）8）《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》

GB50330-20139）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》

（JGJ79-2012）；10）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ

94-2008）；11）《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》

JGJ120-201212）《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T

187-2009）；塔式起重機(jī)型號(hào)分類及表示方法分類組別型號(hào)特性代號(hào)代號(hào)意義名稱主參數(shù)

單位表示法塔式起重機(jī)

國內(nèi)

塔式

起重機(jī)

Q、T（起、塔）軌道式

—Z（自）

QTQTZ

上回轉(zhuǎn)式塔式起重機(jī)上回轉(zhuǎn)自升式塔式起重機(jī)額定起重

力矩kN·m×10-1

固定式

固定式G（固）內(nèi)爬升式P（爬）

輪胎式L（輪）

汽車式Q（汽）X（下）K（快）

—

—

—

—QTXQTKQTGQTP

QTLQTQ

下回轉(zhuǎn)式塔式起重機(jī)快速安裝式塔式起重機(jī)

固定式塔式起重機(jī)

內(nèi)爬升式塔式起重機(jī)

輪胎式塔式起重機(jī)

汽車式塔式起重機(jī)履帶式U（履）—QTU履帶式塔式起重機(jī)

國外

塔式起重機(jī)

TC（英語T—起重機(jī)；C—塔）

最大起重臂長度（m）、臂端的起重量（KN）例：QTZ80(TC5610)，QTZ100(TC5613)，QTZ160(TC6020)二、塔吊基礎(chǔ)的類型及基本規(guī)定塔吊基礎(chǔ)形式應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、荷載大小與塔機(jī)穩(wěn)定性要求、現(xiàn)場條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并結(jié)合塔吊廠商提供的《塔機(jī)使用說明書》要求確定。

目前塔吊基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)類型主要有天然板式基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)（包括四樁、三樁、單樁基礎(chǔ)）、十字交叉梁樁式基礎(chǔ)、十字交叉梁板式基礎(chǔ)、組合基礎(chǔ)（由砼承臺(tái)或型鋼平臺(tái)、格構(gòu)式鋼柱或鋼管柱及灌注樁或鋼管樁等組成）。塔機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)按獨(dú)立狀態(tài)下的工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)的荷載分別計(jì)算。塔機(jī)基礎(chǔ)工作狀態(tài)的荷載應(yīng)包括塔機(jī)和基礎(chǔ)的自重荷載、起重荷載、風(fēng)荷載，并應(yīng)計(jì)入可變荷載的組合系數(shù)，其中起重荷載不應(yīng)計(jì)入動(dòng)力系數(shù)；非工作狀態(tài)下的荷載應(yīng)包括塔機(jī)和基礎(chǔ)的自重荷載、風(fēng)荷載。這是塔機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則。塔機(jī)在獨(dú)立狀態(tài)時(shí)，所承受的風(fēng)荷載等水平荷載及傾覆力矩、扭矩對(duì)基礎(chǔ)的作用效應(yīng)最大；附著狀態(tài)（安裝附墻裝置后）時(shí)，塔機(jī)雖然增加了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)自重，但對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)起控制作用的各種水平荷載及傾覆力矩、扭矩主要由附墻裝置承擔(dān)，附著狀態(tài)可不計(jì)算。塔機(jī)工作狀態(tài)的基本風(fēng)壓應(yīng)按0.20

kN/m2取用，風(fēng)荷載作用方向應(yīng)按起重力矩同向計(jì)算；非工作狀態(tài)的基本風(fēng)壓應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009中給出的50年一遇的風(fēng)壓取用，且不小于0.35kN/m2，風(fēng)荷載作用方向應(yīng)從平衡臂吹向起重臂；按《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》JGJ33的規(guī)定，六級(jí)及以上大風(fēng)應(yīng)立即停止作業(yè)，相應(yīng)的基本風(fēng)壓為0.12kN/m2；本規(guī)程取工作狀態(tài)的基本風(fēng)壓為0.20kN/m2，再乘各項(xiàng)風(fēng)荷載系數(shù)之積，大于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T13752規(guī)定的基本風(fēng)壓0.25kN/m2乘單一風(fēng)力系數(shù)之積。在確定基礎(chǔ)或樁承臺(tái)高度、計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，傳給基礎(chǔ)的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合計(jì)算，并應(yīng)采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)；

塔機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)缺少計(jì)算資料時(shí)，可采用塔機(jī)制造商提供的《塔機(jī)使用說明書》的基礎(chǔ)荷載，包括工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)的垂直荷載、水平荷載、傾覆力矩、扭矩以及非工作狀態(tài)的基本風(fēng)壓；若非工作狀態(tài)時(shí)塔機(jī)現(xiàn)場的基本風(fēng)壓大于《塔機(jī)使用說明書》提供的基本風(fēng)壓，則應(yīng)按本規(guī)程附錄A的規(guī)定對(duì)風(fēng)荷載予以換算。.圖3.2.7-（a）錐形塔帽式塔機(jī)平衡臂圖3.2.7-（b）平頭式塔機(jī)和動(dòng)臂式塔機(jī)平頭式塔吊核心筒動(dòng)臂式塔吊圖4.2.1-（a）塔機(jī)的板式基礎(chǔ)圖4.2.1-（b）塔機(jī)的十字形基礎(chǔ)（加配重）.塔機(jī)基礎(chǔ)節(jié)形式塔機(jī)預(yù)埋節(jié)形式組合式基礎(chǔ)立面示意圖圖4.4.1-（b）

型鋼平臺(tái)組合式基礎(chǔ)圖4.4.1-（c）

無平臺(tái)組合式基礎(chǔ)圖5.1-1

塔基預(yù)埋錨栓的定位架5.1-2

塔機(jī)基礎(chǔ)節(jié)和錨栓的連接小車和吊鉤自重平衡臂自重平衡塊自重

QTZ60塔機(jī)豎向荷載簡圖

起重臂自重

最大起重荷載

塔身自重塔機(jī)各分部重心至塔身中心的距離三、塔吊基礎(chǔ)的一般規(guī)定?

（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C35；考慮到混凝土齡期的因素，要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C45；?

（2）基礎(chǔ)表面平整度允許偏差1/1000；?

（3）埋設(shè)件的位置、標(biāo)高和垂直度以及施工工藝符合出廠說明書要求。?當(dāng)塔式起重機(jī)安裝在建筑物基坑內(nèi)底板上時(shí)，須對(duì)底板進(jìn)行抗沖切強(qiáng)度驗(yàn)算，一般應(yīng)加密縱橫向配筋，并增加底板厚度。（4）當(dāng)塔式起重機(jī)安裝在坑側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)上，必須對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，如不滿足安全要求，須對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。?

（5）當(dāng)塔式起重機(jī)安裝在坑側(cè)土地面上時(shí)，安裝地點(diǎn)須與基坑保持一定安全距離，并應(yīng)對(duì)坑側(cè)土體進(jìn)行抗滑動(dòng)、抗傾覆驗(yàn)算和抗整體滑動(dòng)驗(yàn)算，如不滿足安全要求，須采取支護(hù)措施或采用樁基礎(chǔ)。?

（6）塔式起重機(jī)的混凝土基礎(chǔ)周圍應(yīng)修筑邊坡和排水設(shè)施。?

（7）塔式起重機(jī)的基礎(chǔ)施工完畢，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可使用。（8）塔吊平面位置的選擇應(yīng)遵守以下幾個(gè)原則：（9）、塔吊垂直運(yùn)輸能力估算：四、塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則?（一）、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟?

由于影響地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的因素較多，一般是先假設(shè)后計(jì)算，往往需要反復(fù)幾次才能完成，一般步驟如下：?1）選擇地基基礎(chǔ)方案，確定基礎(chǔ)類型（包括材料和平面布置方式）；?2）確定基礎(chǔ)埋置深度和地基承載力特征值、單樁承載力特征值；?3）根據(jù)地基承載力特征值計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸；（樁基礎(chǔ)：根據(jù)單裝承載力特征值確定樁位布置及基礎(chǔ)底面尺寸）?4）根據(jù)需要進(jìn)行變形驗(yàn)算；?5）進(jìn)行基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；?6）繪制基礎(chǔ)施工詳圖、提出施工說明；?（二）、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的荷載為最不利組合?1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。?2）計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用，相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。?3）計(jì)算擋土墻土壓力、斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí)，荷載效應(yīng)?按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)組合，但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。?4）在確定基礎(chǔ)或樁臺(tái)高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。當(dāng)需要驗(yàn)算基礎(chǔ)裂縫寬度時(shí)，按正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。?5）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級(jí)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用，但結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0不應(yīng)小于1.0。?（三）、荷載組合?1、承載能力極限限狀態(tài)荷載組合（《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》?1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合：?式中

γG——永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)；

γQi——第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，其中γQ1為可變荷載Q1的分項(xiàng)系數(shù)；

SGK——按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk計(jì)算的荷載效應(yīng)值；

SQik——按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik計(jì)算的荷載效應(yīng)值，其中SQ1k為諸可變荷載效應(yīng)中起控制作用者；Ψci——可變荷載Qi的組合值系數(shù)，應(yīng)分別按各章的規(guī)定采用；2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合

：注：1

基本組合中的設(shè)計(jì)值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。

2

當(dāng)對(duì)SQ1K無法明顯判斷時(shí)，輪次以各可變荷載效應(yīng)為SQ1K，選其中最不利的荷載效應(yīng)組合。2、正常使用極限狀態(tài)荷載組合（《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

1)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)按下式采用：

注：組合中的設(shè)計(jì)值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。

2）對(duì)于準(zhǔn)永久組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S可按下式采用：

式中：Ψqi——可變荷載Qi的準(zhǔn)永久值系數(shù)，應(yīng)按各章的規(guī)定采用。注：組合中的設(shè)計(jì)值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。

五、主要名詞解釋1）地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：在正常情況下，可能出現(xiàn)承載力最小值，系按標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)、直接查規(guī)范承載力表，也可根據(jù)承載力基本值乘以回歸修正系數(shù)即得。2）地基承載力設(shè)計(jì)值：地基在保證穩(wěn)定性的條件下，滿足建筑物基礎(chǔ)沉降要求的所能承受荷載的能力。可由塑性荷載直接，也可由極限荷載除以安全系數(shù)得到，或由地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)過基礎(chǔ)寬度和埋深修正后確定。3）地基承載力的特征值fak：正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)的地基承載力。即在發(fā)揮正常使用功能時(shí)地基所允許采用抗力的設(shè)計(jì)值。它是以概率理論為基礎(chǔ)，也是在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物基礎(chǔ)沉降計(jì)算值不超過允許值的地基承載力。4）修正后的地基承載力特征值fa：考慮了影響承載力的各項(xiàng)因素后，由地基承載力特征值經(jīng)過基礎(chǔ)寬度和埋深修正后確定，最終采用的相應(yīng)于正常使用極限狀態(tài)下的設(shè)計(jì)值的地基允許承載力。簡而言之：“特征值”則為允許值，安全系數(shù)已包括在內(nèi),采用正常使用極限狀態(tài)組合；若為“標(biāo)準(zhǔn)值”，則為極限值，應(yīng)考慮相應(yīng)的抗力分項(xiàng)系數(shù)，采用承載能力力極限組合。目前設(shè)計(jì)院習(xí)慣性提供標(biāo)準(zhǔn)值，大家一定要注意。六、基礎(chǔ)埋置深度的確定一、根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件確定

1）天然地基型，有軟弱下臥層時(shí)，持力層得厚度需大于基礎(chǔ)底寬的1/4（十字交叉型為對(duì)角線長度），其最小厚度應(yīng)大于1~2m；2）持力層在水平向的土性還應(yīng)均勻，特別是選用移動(dòng)式塔吊需注意此點(diǎn)；3）基礎(chǔ)宜埋置在地下水位以上，當(dāng)必須埋在地下水位以下時(shí)，應(yīng)采取地基土在施工時(shí)不受擾動(dòng)的措施。4）當(dāng)持力層為粘性土等隔水層，而其下有承壓水時(shí)，需驗(yàn)算隔水層土的自重壓力應(yīng)大于承壓水的水壓力，以避免出現(xiàn)持力層被承壓水沖壞。二、作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)

（抗滑移等計(jì)算）三、相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深；四、地基土凍脹和融陷的影響?；A(chǔ)埋深一般大于凍土深度，同時(shí)需計(jì)算凍脹力作用七、天然地基基礎(chǔ)地基計(jì)算7.1承載力計(jì)算1）軸心荷載作用：2）雙向小偏心荷載作用（e≤b/6）：3）單向大偏心荷載作用時(shí)（b/6＜e≤b/4）：式中：fa—修正后的地基承載力特征值；Pk:基礎(chǔ)底面的平均壓力值Gk—基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上部至地面的其他荷載；（標(biāo)準(zhǔn)值）A—基礎(chǔ)地面面積，A=b*l；Fk,Fvk,Mvk,Tk—塔吊在基礎(chǔ)上的荷載；（標(biāo)準(zhǔn)值）e—偏心距，（

Mvk

+

Fvk*h

）/(Fk+Gk)；注：根據(jù)地下水位標(biāo)高，Gk需按浮容重考慮；7.1承載力計(jì)算（1）基礎(chǔ)底面的壓力，應(yīng)符合下式要求：當(dāng)軸心荷載作用時(shí)p≤fa（14-26）式中

p——基礎(chǔ)底面的平均壓力值；fa——地基承載力特征值。當(dāng)偏心荷載作用時(shí)，除符合式（14-26）要求外，尚應(yīng)符合下式要求pmax≤1.2fa式中

pmax——基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值。（2）基礎(chǔ)底面的壓力，按下列公式確定：當(dāng)軸心荷載作用時(shí)，式中

F——塔式起重機(jī)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值；G——基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重；A——基礎(chǔ)底面面積。當(dāng)偏心荷載作用，偏心距e≤b/6時(shí),式中

M——作用于基礎(chǔ)底面的力矩；W——基礎(chǔ)底面的抵抗矩。當(dāng)偏心距e＞b/6時(shí)，pmax按下式計(jì)算：式中

l——垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長；a——合力作用點(diǎn)至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離。地基承載力特征值可由載荷試驗(yàn)或其他原位測試等方法確定。7.2軟弱下臥層承載力計(jì)算1）軟弱下臥層：在地基受力范圍內(nèi)，持力層下有承載力明顯低于持力層得土層。2）驗(yàn)算公式：Pz+Pcz≤faz式中：Pz--相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值；Pcz---軟臥下臥層頂面處土的自重壓力值；faz---軟臥下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力特征值。擴(kuò)散角法計(jì)算土中附加應(yīng)力示意圖Es1/Es2Z=0.25bZ≥0.5b36°23°510°25°1020°30°3）Pz值的計(jì)算矩形截面：Pz=lb(Pk-Pc)/(b+2ztanθ)(l+2ztanθ)

式中：l、b--矩形基礎(chǔ)的兩邊；

Pc--基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值（如有）；

θ--地基壓力擴(kuò)散線角，可按下表。

注：1.Es1為上層土壓縮模量；Es2為下層土壓縮模量；2.z/b<0.25時(shí)取θ=0°，必要時(shí)，宜由試驗(yàn)確定；z/b>0.50時(shí)θ值不變。7.3修正后的地基承載力特征值

1）當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，地基承載力修正公式：

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

式中：fak--地基承載力特征值；

ηb、ηd--基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》表5.2.4取值；γ--基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；

b--基礎(chǔ)底面寬度(m)，當(dāng)基寬小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；γm--基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度；

d--基礎(chǔ)埋置深度(m)，

土面開始計(jì)。

7.4.天然地基變形計(jì)算1）地基變形特征：a）沉降量b）沉降差（行走式塔吊）c）傾斜（獨(dú)立塔吊）d）局部傾斜。7.5、天然地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算1）當(dāng)塔機(jī)基礎(chǔ)底標(biāo)高接近邊坡底或基坑底部，并符合下列要求之一時(shí)，可不作地基穩(wěn)定性驗(yàn)算。a）a不小于2.0m，c不大于1.0m，fak不小于130kN/m2，且地基持力層下無軟弱下臥層；b）采用樁基礎(chǔ)。基礎(chǔ)位于邊坡的示意7.6.天然地基基礎(chǔ)配筋計(jì)算抗沖切計(jì)算

Fl≤0.7βhpftamh0

am=(at+ab)/2

Fl=pjAl

式中：βhp---受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時(shí)，βhp取1.0.當(dāng)h大于等于2000mm時(shí)，βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；

ft---混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

h0---基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度；

am---沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長度；

at---沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長，當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時(shí)，取上階寬；

ab---沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)的下邊長，當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)(圖a、b)。當(dāng)沖切破壞錐體的底面在l方向落在基礎(chǔ)底面以外(圖c)，ab=l；

pj---扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的地基土單位面積凈反力，對(duì)偏心受壓基礎(chǔ)可取基礎(chǔ)邊緣處最大地基土單位面積凈反力；

Al---沖切驗(yàn)算時(shí)取用的部分基底面積(圖a、b中的陰影面積ABCDEF，或圖c中的陰影面積ABCD)；

Fl---相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)作用在Al上的地基土凈反力設(shè)計(jì)值。抗彎計(jì)算MⅠ=1/12a21[(2l+a')(pmax+p-2G/A)+(pmax-p)l]

MⅡ=1/48(l-a')2(2b+b')(pmax+pmin-2G/A)

式中：pmax,pmin--相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面邊緣最大和最小地基反力設(shè)計(jì)值；

a1--任意截面Ⅰ-Ⅰ至基底邊緣最大反力處的距離；

p--相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)在任意截面Ⅰ-Ⅰ處基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計(jì)值（塔吊柱腳處）；G--考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)的基礎(chǔ)自重及其上的土自重；當(dāng)組合值由永久荷載控制時(shí)，G=1.35Gk,Gk為基礎(chǔ)及其上土的標(biāo)準(zhǔn)自重。

抗彎配筋計(jì)算

計(jì)算公式：

最小配筋率：0.15%；十字型基礎(chǔ)基底壓力示意圖板式基礎(chǔ)基底壓力示意圖出圖1）基礎(chǔ)尺寸：寬度×長度×高度，一般基礎(chǔ)尺寸應(yīng)為正方形基礎(chǔ)；2）基礎(chǔ)埋置深度；3）混凝土標(biāo)號(hào)及鋼筋級(jí)別；4）墊層厚度及基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號(hào)；（基礎(chǔ)砼強(qiáng)度要求不低于C45

）5）基礎(chǔ)配筋圖（鋼筋直徑、級(jí)別、間距及形式）；6）地腳螺栓型號(hào)、預(yù)埋件設(shè)置及接地要求按《塔機(jī)基礎(chǔ)說明書》采用。注：制圖需滿足《建筑制圖規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)；如果塔吊采用整體式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)計(jì)算除其自身強(qiáng)度需滿足規(guī)范要求外，尚應(yīng)滿足防止塔式起重機(jī)傾覆和地基承載力的要求。（1）防塔機(jī)傾覆計(jì)算為防止塔機(jī)傾覆需滿足下列條件：式中

e——偏心距，即地基反力的合力至基礎(chǔ)中心的距離；Mt——作用于塔身的不平衡力矩；H——作用于基礎(chǔ)上的水平力；h——整體基礎(chǔ)的高度；F——作用于基礎(chǔ)頂面的豎向力；G——基礎(chǔ)自重；b——基礎(chǔ)寬度。八、塔吊獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及實(shí)例二.

荷載計(jì)算1.

自重荷載及起重荷載1)

塔機(jī)自重標(biāo)準(zhǔn)值Fk1=950kN2)

基礎(chǔ)以及覆土自重標(biāo)準(zhǔn)值Gk=7.5×7.5×1.40×25=1968.75kN3)

起重荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fqk=160kN2.

風(fēng)荷載計(jì)算1)

工作狀態(tài)下塔機(jī)塔身截面對(duì)角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值a.

塔機(jī)所受風(fēng)均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值

(Wo=0.2kN/m2)Wk=0.8×1.59×1.95×1.2×0.2=0.60kN/m2，qsk=1.2×0.60×0.35×2=0.50kN/mb.

塔機(jī)所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準(zhǔn)值Fvk=qsk×H=0.50×45.00=22.50kNc.

基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準(zhǔn)值Msk=0.5Fvk×H=0.5×22.50×45.00=506.30kN.m2)

非工作狀態(tài)下塔機(jī)塔身截面對(duì)角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值a.

塔機(jī)所受風(fēng)均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值

(本地區(qū)

Wo=0.45kN/m2)Wk=0.8×1.65×1.95×1.2×0.45=1.39kN/m2qsk=1.2×1.39×0.35×2.00=1.17kN/mb.

塔機(jī)所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準(zhǔn)值Fvk=qsk×H=1.17×45.00=52.54kNc.

基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準(zhǔn)值Msk=0.5Fvk×H=0.5×52.54×45.00=1182.16kN.m3.

塔機(jī)的傾覆力矩工作狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)組合的傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk=5231+0.9×(1860+506.30)=7360.67kN.m非工作狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)組合的傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk=5231+1182.16=6413.16kN.m三.

樁豎向力計(jì)算非工作狀態(tài)下：Qk=(Fk+Gk)/n=(950+1968.75)/4=729.69kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(950+1968.75)/4+(6413.16+52.54×1.40)/5.09=2003.99kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(950+1968.75-0)/4-(6413.16+52.54×1.40)/5.09=-544.62kN工作狀態(tài)下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(950+1968.75+160)/4=769.69kNQkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(950+1968.75+160)/4+(7360.67+22.50×1.40)/5.09=2221.87kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(950+1968.75+160-0)/4-(7360.67+22.50×1.40)/5.09=-682.49kN四.

承臺(tái)受彎計(jì)算1.

荷載計(jì)算不計(jì)承臺(tái)自重及其上土重，第i樁的豎向力反力設(shè)計(jì)值：工作狀態(tài)下：最大壓力

Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(950+160)/4+1.35×(7360.67+22.50×1.40)/5.09=2335.07kN最大拔力

Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(950+160)/4-1.35×(7360.67+22.50×1.40)/5.09=-1585.82kN非工作狀態(tài)下：最大壓力

Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×950/4+1.35×(6413.16+52.54×1.40)/5.09=2040.94kN最大拔力

Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×950/4-1.35×(6413.16+52.54×1.40)/5.09=-1399.69kN2.

彎矩的計(jì)算依據(jù)《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》第6.4.2條其中

Mx,My1──計(jì)算截面處XY方向的彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m)；xi,yi──單樁相對(duì)承臺(tái)中心軸的XY方向距離(m)；Ni──不計(jì)承臺(tái)自重及其上土重，第i樁的豎向反力設(shè)計(jì)值(kN)。由于工作狀態(tài)下，承臺(tái)正彎矩最大：

Mx=My=2×2335.07×0.80=3736.11kN.m承臺(tái)最大負(fù)彎矩:

Mx=My=2×-1585.82×0.80=-2537.31kN.m3.

配筋計(jì)算根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010第6.2.10條式中

α1──系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時(shí)，α1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，α1取為0.94,期間按線性內(nèi)插法確定；

fc──混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

h0──承臺(tái)的計(jì)算高度；

fy──鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy=360N/mm2。底部配筋計(jì)算:

αs=3736.11×106/(1.000×19.100×7500.000×13502)=0.0143ξ=1-(1-2×0.0143)0.5=0.0144γs=1-0.0144/2=0.9928

As=3736.11×106/(0.9928×1350.0×360.0)=7743.3mm2頂部配筋計(jì)算:

αs=2537.31×106/(1.000×19.100×7500.000×13502)=0.0097ξ=1-(1-2×0.0097)0.5=0.0098γs=1-0.0098/2=0.9928As=2537.31×106/(0.9951×1350.0×360.0)=5246.4mm2五.

承臺(tái)剪切計(jì)算最大剪力設(shè)計(jì)值：Vmax=2335.07kN依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)的第6.3.4條。我們考慮承臺(tái)配置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式：式中

λ──計(jì)算截面的剪跨比,λ=1.500，ft──混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，ft=1.710N/mm2；b──承臺(tái)的計(jì)算寬度，b=7500mm；h0──承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算高度，h0=1350mm；fy──鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy=360N/mm2；S──箍筋的間距，S=200mm。經(jīng)過計(jì)算承臺(tái)已滿足抗剪要求，只需構(gòu)造配箍筋!六.

承臺(tái)受沖切驗(yàn)算角樁軸線位于塔機(jī)塔身柱的沖切破壞錐體以內(nèi)，且承臺(tái)高度符合構(gòu)造要求，故可不進(jìn)行承臺(tái)角樁沖切承載力驗(yàn)算七.

樁身承載力驗(yàn)算樁身承載力計(jì)算