QTZ40型塔吊混凝土基础设计计算实例
水平梁桩基础计算书水平梁桩基础计算书一、塔机特点塔机型号TC7052（QTZ400）塔机独立状态最大起升高度H0（米）20塔机独立状态结构计算高度H（米）25钢塔桁架结构型式塔桁结构宽度B（m）1.8二、塔吊荷载塔吊竖向荷载图1、塔机比载标准值塔体重量G0（kN）251起重机自重G1（kN）37.4起重机重心至塔中心距离RG1（m）22小车及吊钩自身重量G2(kN)3.8最大起重载荷Qmax(kN)60Max对应大起重载荷到塔架中心的最大距离RQmax(m)11.5最小起升载荷Qmin(kN)10最大起升幅度RQmin(m)50最大起升力矩M2(kN·m)Max[60×11.5,10×50]=690重量平衡臂自重G3(kN)19.8平衡臂重心至塔体中心距离RG3（m）6.3平衡块自重G4(kN)89.4平衡块重心至塔架中心距离RG4(m)11.82，风荷载标准值ωk(kN/m2)江苏DiemCheng基本风压ω0(kN/m2)，其中项目所在地，运行状态状态0.2闲置状态0.45塔盖形状及耕作方式系数µz0.8系统风荷载数量μs工作状态1.95非工作状态1.95风向系数α1.2塔筒前后桁架平均填充速度α00.35标准值风荷载标准ωk（kN/m2）工作状态0.8×1.2×1.82×1.95×0.8×0.2=0.54无效状态0.8×1.2×1.82×1。95×0.8×0.45=1.223，塔式起重机工作状态基本载荷标准值和塔式起重机工作状态自载标准值Fk1（kN）251+37.4+3.8+19.8+89.4＝401.4起重载荷标准值Fqk(kN)60标准值标准竖向荷载Fk(kN)401.4+60=461.4水平荷载标准值Fvk(kN)0.54×0.35×1.8×25＝8.51倾覆力矩Mk标准值标准(kN·m)37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×8.51×25)＝403.58空载垂直荷载标准值Fk'(kN)Fk1＝401.4水平荷载标准值Fvk'(kN)1.22×0.35×1.8×25＝19.22倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×19.22×25=-116.614，则塔机恢复基本荷载设计值和荷载设计值工作状态自重F1(kN)1.2Fk1＝1.2×401.4＝481.68起升载荷设计值FQ(kN)1.4FQk＝1.4×60＝84垂直载荷设计值F(kN)481.68+84＝565.68水平载荷设计价值Fv(kN)1.4Fvk＝1。
4×8.51＝11.91倾覆力矩设计值M(kN·m)1.2×(37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89,4×11.8)+1。
4×0.9×(690+0.5×8.51×25)=627.64非工作状态垂直荷载设计值F'(kN)1.2Fk'=1,2×401.4=481.68水平荷载设计值Fv'(kN)1.4Fvk'=1.4×19.22=26.91倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.2×(37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×19.22×25=-91.883、计算桩顶效应效果承台布置桩数n4承台高度h(m)1.3承台梁宽度l(m)1梁长b(m)7桩中心距ab(m)5.5桩径d(m)0.5加边宽a(m)0.6限制混凝土等级C35混凝土承台强度的参数重量γ'C(kN/m3)25基础上部覆盖土的厚度h'(m)0基础顶部覆盖土的重量底座γ'(kN/m3)19底座混凝土保护层厚度δ(mm)50底座底部面积：A=2bl-l2+2a2=2×7.00×1.00-1.002+2×0.602=13.72m2平台及上方土层自载标准值：Gk=A(hγC+h'γ')=13.72×(1.30×25.00+0.00×19.00)=445.9kN值平台及其上方地面设计荷载：G=1.2Gk=1.2×445.9=535.08kN1。
荷载作用与轴向力标准组合作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(461.40+445.9)/4=226.82kN荷载偏心线性力作用下标准组合作用：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/ab=(461.40+445.9)/4+(403.58+19.22×1.30)/5.50=304.75kNQkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/ab=(461.40+445.9)/4-(403.58+19.22×1.30)/5,50=148.9kN2,基本荷载组合、标准荷载组合标准偏心垂直力：Qmax=(F+G)/n+(M+FVh)/ab=(565.68+535.08)/4+(627.64+11.91×1.30)/5.50=392.12kNQmin=(F+G)/n-(M+FVh)/ab=(565.68+535.08)/4-(627.64+11.91×1.30)/5.50=158.26kN四、桩基承载力桩荷载试验参数桩混凝土强度等级C60桩基桩施工工艺系数ψC0.85桩混凝土自重γz(kN/m3)25桩体混凝土保护层厚度б(mm)35桩贯入深度lt(m)15桩体配筋定制桩体承载力设计值为桩体3200承载力设计值。
地基性质无论是否考虑限制效应，均为限制效应系数ηc0.1土体名称土层厚度li(m)边缘阻力特征值qsia(kPa)最终阻力特征值qpa(kPa)拉伸系数承载力特征值fak(kPa)掺粘土泥251000.8100冲积土3243400.8150冲积土4.5182000.8180冲积砂5542000.8200掺砂土粉砂5241800.82001.计算桩基竖向抗压能力桩身周长：u=πd=3.14×0.5=1.57m桩头面积：Ap=πd2/4=3.14×0,52/4=0.2m2计算承载深度。
：分钟(b/2.5)=分钟(7/2.5)=3.5mfak=(2×100+1.5×150)/3.5=425/3.5=121.43kPa基础底部净面积：Ac=(A-nAp)/n=(13.72-4×0.2)/4=3.23m2巢桩基础竖向承载力特征值组合：Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=1.57×(0.5×5+3×24+4.5×18+5×54+2×24)+180×0.2+0.1×121.43×3.23=818.38kNQk=226.82kN≤Ra=818.38kNQkmax=304,75kN≤1.2Ra=1.2×818.38=982.06kN答案满足要求！2、计算桩基竖向拉力能力Qkmin=148.9kN≥0，无需计算桩基竖向拉力能力！3、计算桩身承载力及纵向预应力钢筋截面积：Aps=nπd2/4=11×3.14×10.72/4=989mm2(1)，桩身承载力为根据荷载作用的基本组合，桩顶承受的轴压设计值：Q=Qmax=392.12kN可能的设计值。
桩结构竖向承载力：R=3200kN满足要求！（2）。
轴拔桩承载力Qkmin=148.9kN≥0无需计算轴拔桩承载力！5、覆盖计算：覆盖梁底部加固HRB33510Φ20覆盖梁顶部加固HRB3358Φ18覆盖梁带HRB3354Φ12覆盖带加固HPB235Φ10@150楼板箍筋腿数为n41。
荷载计算塔体对角线立柱荷载设计值：Fmax=F/4+M/(20.5B)=565.68/4+627.64/(20.5×1.80)=387.98kNFmin=F/4-M/(20.5B)=565.68/4-627.64/(20.5×1.80)=-105.14kN潜梁计算图弯矩图(kN·m)剪力图(kN）Vmax=255.29kN，Mmax=0kN·m，Mmin=-377.82kN·m2，计算切削力截面有效高度：h0=h-δc-D/2=1300-35-20/2=1255mm截面高度对抗剪承载力的影响系数：βhs=(800/h0)1/4=(800/1255)1/4=0.89塔机侧至桩侧水平距离：a1=ab/2-B/20.5-d/2=5.50/2-1.80/20.5-0.50/2=2748mm计算截面跨度比：λ'=a1/h0=2748/1255=2.19，取λ=2.19地板滑移系数：α=1.75/(λ+1)=1.75/(2.19+1)=0.55V=255.29kN≤βhsαftb0h0=0.89×0.55×1.57×103×1，00×1,255=965.83kN满足要求！3、计算塔吊在楼板底部冲孔的穿孔范围：B+2h0=1.80+2×1.255=4.31mab=5.50m>B+2h0=4.31m角桩内缘约距离至承台外缘：c=(b-ab+d)/2=(7.00-5.50+0.50)/2=1m角桩跨度比：λ''=a1/h0=2748/1255=2.19，取λ=1；角桩凿系数：β1=0.56/(λ+0.2)=0.56/(1+0.2)=0.47Nl=V=255.29kN≤2β1(c+al/2)βhpfth0=2×0.47×(1+2.75/2)×0.96×1.57×103×1.255=4184.28kN满足要求！4、计算盖帽配筋（1），盖梁底部配筋αS1=Mmin/(α1fclh02)=377.82×106/(0.98×16.7×1000×12552)=0.015ze1=1-(1-2αS1)）0.5=1-(1-2×0.015)0.5=0.015γS1=1-ζ1/2=1-0.015/2=0.993AS1=Mmin/(γS1h0fy1)=377.82×106/(0.993×1255×300)=1011mm2最小配筋率：ρ=max(0.2.45ft/fy1)=max(0.2.45×1.57/300)=max(0.2,0.24)=0.24%梁帽梁底部需加固：A1=max(1011,ρlh0)=max(1011,0.0024×1000×1255)=2956mm2梁底实际配筋帽子：AS1'=3142mm2≥AS1=2956mm2满足要求！（2）。
帽梁上部配筋αS2=Mmin/(α2fclh02)=0×106/(0.98×16.7×1000×12552)=0ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0))0.5=0γS2=1-ζ2/2=1-0/2=1AS2=Mmax/(γS2h0fy2)=0×106/(1×1255×300)=0mm2盖梁上部需加固：A1=max(0.0.5AS1')=max(0.0.5×3142)=1571mm2实际上部帽梁部分钢筋：AS2'=2036mm2≥AS2=1571mm2满足要求！（3）。
桥面梁腰部钢筋按结构钢筋HRB3354Φ12（4）进行加固。
剪力钢箍筋的截面积按箍筋钢筋的结构钢筋HRB3354Φ12（4）计算。
楼板梁带：Asv1=3.14×102/4=79mm2计算截面剪跨比：λ'=(ab-20.5B)/(2h0)=(5.50-20.5×1.80)/(2×1.255)=1.18，取混凝土抗剪力λ=1.5：1.75ftlh0/(λ+1)=1.75×1.57×103×1.00×1.255/(1.5+1)=1379.24kNVmax=255.29kN≤1.75ftlh0/(λ+1)=1379.24kN根据结构选择钢筋规定！验证环比ρsv=nAsv1/(ls)=4×78.5/(1000×150)=0.21%≥ρsv，min=0.24ft/fyv=0.24×1.57/210=0.18%满足要求！(5)盖轴处的加强筋。
帽井顶部、底部设有水平结构筋Φ12@200mm、竖向加强筋Φ8@200mm、外部纵向筋Φ10@200mm。
6.有关加固图的详细信息，参见起重机基础图
塔吊的倾覆荷载怎么计算的？
Mr=0.8Gr(ι2-x0)式中：Gr----塔机的抗侧翻载荷为悬臂梁上端45度展开角的切线范围（其水平长度为ι3)ι2----Gr作用点到塔机边缘的距离。倾覆力矩是用于计算结构或构件稳定性的术语。
倾覆力矩的大小等于产生倾覆作用的荷载乘以荷载作用点与倾覆点之间的距离。
在建设工程中，除了对结构进行抗震计算外，还应对混凝土结构中的悬臂梁、悬臂阳台、挡土墙等可能引起倾覆失稳的结构进行倾覆验证。
只有当倾覆力矩大于倾覆力矩时，结构才会避免失稳。
40塔吊基础计算公式呢，公式之间关系有点搞不清呢
固定式塔机稳定性计算
式中：
e——偏心率，即地面合力到基础中心的距离m；
M——作用弯矩在此基础上，N﹒m;
FV——作用在基础上的垂直荷载，N；
Fn——作用在基础上的水平荷载力，N；
Fg————混凝土基础重力，N；
PB——计算的地面压应力，Pa；
[PB]——计算的地面许用压应力，由现场勘探和地基处理确定。
一般情况下，[PB]=2×105～3×105Pa。
