十字梁板式塔吊基础计算

十字梁板式塔吊基础计算

十字梁板式塔吊基础计算

本工程由某某房开公司投资建设，某某设计院设计，某某勘察单位地质勘察，某某监理公司监理，某某施工单位组织施工；由章某某担任项目经理，李某某担任技术负责人。

本计算书主要计算依据：施工图纸、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等编制。

本工程用《塔吊使用说明书》、地质勘探报告和施工现场总平面布置图等。

基本参数

1、塔吊基本参数

塔吊型号：QTZ63；塔吊自重Gt：450.8kN；

标准节长度b：2.5m；最大起重荷载Q：60kN；

塔身宽度B：2.5m；主弦

杆材料：角钢/方钢；

塔吊起升高度H：60m；主弦杆宽度c：180mm；

非工作状态时：

额定起重力矩Me：600kN·m；基础所受的水平力P：20kN；

工作状态时：

额定起重力矩Me：600kN·m；基础所受的水平力P：50kN；

2、风荷载基本参数

所处城市：风荷载高度变化系数μz：0.62；

地面粗糙度类别：D类密集建筑群，房屋较高；非工作状态时，基本风压ω0：0.55kN·m；

工作状态时，基本风压ω0：0.55kN·m；

3、基础基本参数

交叉梁截面高度h1：1m；交叉梁宽t：0.5m；

基础底面宽度Bc：6m；基础底板厚度h2：0.4m；

基础上部中心部分正方形边长a1：4m；混凝土强度等级：C35；

承台混凝土保护层厚度：50mm ； 基础埋置深度d ：0.6m ；

非工作状态下荷载计算

一、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=450.800kN ； 作用于塔吊的竖向力：；

KN G F k

96.54080.4502.12.1=?==

2、塔吊弯矩计算

22

1

BH w M k ?ω=

依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中风荷载体型系数:本工程，基本风压为 2

/55.0m KN w =

查表得:风荷载高度变化系数μ z =0.62; 挡风系数计算：

；

）（52.050

.250.218.050.250.2450.2250.23)423(2222=??+?+?+?=+++=Bb c b B b B ?

因为是角钢/方钢，体型系数μ s =2.402; 高度z 处的风振系数取:β z =1.0; 所以风荷载设计值为:

m

KN BH w M k ?=????==80.13336050.252.057.02

1

2122?ω

最大弯矩值：

2

/57.055.062.0402.20.17.07.0m KN w w z s z k =????==μμβ

m

KN Ph M M M w e ?=?++=++=32.2735)0.12080.1333600(4.1)(4.11max

二、塔吊抗倾覆稳定验算 基础抗倾覆稳定性按下式计算： 3

c k

k

k B G

F M

e ≤

+=

式中 e ──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

M ──作用在基础上的弯矩； k

F ──作用在基础上的垂直载荷；

k

G ──混凝土基础重力、基础埋置深度的土

重。

)

4252

122

1s t h h a h B G c ??+?+?=（

)]

4([2

122122

s t h h a h B h B G

c c m ??+?+?-?=γ 2

1G G G

k

+=

；

m B L c 49.800.622=?== ；

m B y 54.350.222=?==

；m y L s 475.22

54

.349.82=-=-=

；

m h h h 6.004.0.121=-=-= KN

G k 1048)]}

475.25.06.046.00.44.00.6(0.10.6[22475.25.06.046.00.44.00.6(25{2.122222=???+?+?-?+???+?+?=）

计算得：；m m e 0.23

.672.1104896.54032.2735==+= 基础抗倾覆稳定性满足要求！

三、地基承载力验算

B c

A 1A

a 1

s

t

x

s

y B

A 1

A

σmax

σmin

x

c

ι-c

ι

σx

对角线长m

B l c 49.80.622=?==

面积2

220.360.6m B

A c

===，

截面系数 3

33

3

488.250.6118.0118.02

62

2m B B B I

W c c

c =?====

塔吊基础荷载为基础中心受集中荷载P 和倾覆力矩M ，则地基应力为：

W M a

P ±=

2

max min σ min

max max

σσσ+=

l c

1、地基应力计算

22

2max /34.122488.2532.27350.696.540m KN W M B P c

=+=+=

σ 22

2min /29.92488.2532.27350.696.540m

KN W M B P c -=-=-=

σ

m

l c 84.429

.9234.12234.12249.8min

max max

=+?=

+=

σσσ

m B B S c 47.2)5.20.6(2

2)(22=-=-=

2、梁弯矩计算

m KN S cS c M l ?=?-??=-=

71.45747.26

1

47.284.43184.434.122)6131

(max 4343）（σ

四、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:

7.0h a f F m

t hp

l

β≤

式中hp

β--受冲切承载力截面高度影响系数，当h 不

大于800mm 时，hp

β取1.0；当h 大于等于2000mm 时，hp

β取

0.9，其间按照线性内插法取用；取hp

βp =0.98；

t

f --混凝土轴心抗拉强度设计值，取

2

/57.1mm N f t =；

h --基础冲切破坏锥体的有效高度，取；mm h 350504000

=-= m

a --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:

m

t

a B a c m 164.12

5

.0)0.40.6(22)(21=--?=

--?=

；

1

F --相应于荷载效应基本组合时作用在1

A 上的

地基土净反力设计值：

；

KN a F m 76.165164.134.12222

max 1=?=?=σ

允许冲切力：

KN

F KN 76.16578.438350116457.198.07.01==????

实际冲切力小于允许冲切力设计值，满足要求！ 五、交叉梁截面主筋的计算 1、截面配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)

第7.2条受弯构件承载力计算。

2

00th f a M a c s =

式中0

a ──系数，当混凝土强度不超过C50时，

a 取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

a 取为0.94,期间按线性内插法确定；

c

f ──混凝土抗压强度设计值；

16.70KN/m

2

h ──承台的计算高度。1000-50=950mm

y

f ──钢筋抗拉强度300KN/m

2

(1)、梁配筋计算

06.0950

5007.1694.01071.4572

6

=????=s a

06

.006.0211=?--=ξ

97.02

06

.01=-

=s γ

2

6

67.1655300

95097.01071.457mm A s =???=

由于最小配筋率为0.2%，所以最小配筋面积为:1000×500×0.2%=1000mm 2

建议配筋值：HRB335钢筋，梁上、下部各，7Φ18。实际配筋值1780.38mm 2。 (2)、梁箍筋计算：

KN

F 76.1651=、选择Φ10，4肢箍，2

54.78mm A

sv

=A sv1、

2

/300mm N f yv =

1

07.025.1th f F A h nf s t

sv

yv -≤

mm th F F A h nf s t sv yv 314950

50057.17.01076.16554

.78950300425.17.025.13

10-=???-?????=

-=

箍筋间距mm s 320=

00196.032050054.7841sv =??==

ts nA sv ρ 001.0300

57.128.028.0min ===y t sv f f

ρ

最小配箍率:箍筋的配筋率sv

ρ不应小于yv

t f f 28.0。 建议配筋值：HPB235钢筋，φ10@320 (3)、梁腰筋计算：

十字交叉梁高度h 1=1000mm>450mm ，所以需要配置腰筋。

2

0475950500%1.0%1.0mm th A ys =??=≥

故取 2

475mm A

ys

=。

建议配筋值：HRB335钢筋，4Φ14。实际配筋值615.75mm 2。

(4)、板底配筋计算：

最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为:6000×400×0.15%=3600mm 2。 故取 A s =3600.00mm 2。

建议配筋值：HRB335钢筋，Φ20@250mm 。承台底面单向根数24根。实际配筋值7539.822mm 2。

工作状态下荷载计算

一、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：KN G 80.450=； 塔吊最大起重荷载：KN Q 00.60=； 作用于塔吊的竖向力：

KN

Q G F k 96.612)00.6080.450(2.1)(2.1=+=+=；

2、塔吊弯矩计算

22

1

BH w M k ?ω=

依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中风荷载体型系数:本工程，基本风压为 2

/55.0m KN w =

查表得:风荷载高度变化系数μ z =0.62;

挡风系数计算：

；

）（52.050

.250.218.050.250.2450.2250.23)423(2222=??+?+?+?=+++=Bb c b B b B ?

因为是角钢/方钢，体型系数μ s =2.402; 高度z 处的风振系数取:β z =1.0; 所以风荷载设计值为:

m

KN BH w M k ?=????==80.13336050.252.057.02

1

2122?ω

最大弯矩值：

m

KN Ph M M M w e ?=?++=++=32.2777)0.15080.1333600(4.1)(4.11max

二、塔吊抗倾覆稳定验算 基础抗倾覆稳定性按下式计算： 3

c k

k

k B G

F M

e ≤

+=

式中 e ──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

M ──作用在基础上的弯矩； k

F ──作用在基础上的垂直载荷；

k

G ──混凝土基础重力、基础埋置深度的土

重。

)

4252

122

1s t h h a h B G c ??+?+?=（

)]

4([2

122122

s t h h a h B h B G

c c m ??+?+?-?=γ

2

1G G G

k

+=

2

/57.055.062.0402.20.17.07.0m

KN w w z s z k =????==μμβ

；

m B L c 49.800.622=?== ；

m B y 54.350.222=?==

；m y L s 475.22

54

.349.82=-=-=

；

m h h h 6.004.0.121=-=-= KN

G k 1048)]}

475.25.06.046.00.44.00.6(0.10.6[22475.25.06.046.00.44.00.6(25{2.122222=???+?+?-?+???+?+?=）

计算得：；

m m e 0.23

.667.1104896.61232.2777==+= 基础抗倾覆稳定性满足要求！ 三、地基承载力验算

B c

A 1A

a 1

s

t

x

s

y B

A 1

A

σmax

σmin

x

c

ι-c

ι

σx

对角线长m

B l c 49.80.622=?==

面积2

220.360.6m B

A c

===，

截面系数 3

33

3

488.250.6118.0118.02

62

2m B B B I

W c c

c =?====

塔吊基础荷载为基础中心受集中荷载P 和倾覆力矩M ，则地基应力为：

W

M a P ±=

2max min σ min

max max σσσ+=

l c

1、地基应力计算

2

22

max /35.124488.2532.27350.696.612m KN W M B P c

=+=+=

σ 22

2min /29.90488.2532.27350.696.612m

KN W M B P c -=-=-=

σ

m

l c 92.429

.9035.12435

.12449.8min max max =+?=+=

σσσ m B B S c 47.2)5.20.6(2

2)(22=-=-=

2、梁弯矩计算

m KN S cS c M l ?=?-??=-=

83.46747.26

1

47.292.43192.435.124)6131

(max 4343）（σ

四、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:

7.0h a f F m t hp l β≤

式中hp

β--受冲切承载力截面高度影响系数，当h 不大于800mm 时，hp

β取1.0；当h 大于等于2000mm 时，hp

β取

0.9，其间按照线性内插法取用；取hp

βp =0.98；

t

f --混凝土轴心抗拉强度设计值，取

2

/57.1mm N f t =；

h --基础冲切破坏锥体的有效高度，取；mm h 350504000

=-= m

a --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:

m

t

a B a c m 164.12

5

.0)0.40.6(22)(21=--?=

--?=

；

1

F --相应于荷载效应基本组合时作用在1

A 上的

地基土净反力设计值：

；

KN a F m 48.168164.135.12422

max 1=?=?=σ

允许冲切力：

；

KN F KN 48.16878.438350116457.198.07.01==????

实际冲切力小于允许冲切力设计值，满足要求！ 五、交叉梁截面主筋的计算 1、截面配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)

第7.2条受弯构件承载力计算。

2

00th f a M a c s =

式中0

a ──系数，当混凝土强度不超过C50时，

a 取

为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

a 取为0.94,期间按线性内插法确定；

c

f ──混凝土抗压强度设计值；

16.70KN/m

2

h ──承台的计算高度。1000-50=950mm

y

f ──钢筋抗拉强度300KN/m 2

(1)、梁配筋计算

066

.09505007.1694.01083.4672

6

=????=s a

068

.0066.0211=?--=ξ 966.02

068

.01=-

=s γ

2

6

28.1699300

950966.01083.467mm A s =???=

由于最小配筋率为0.2%，所以最小配筋面积为:1000×500×0.2%=1000mm 2

建议配筋值：HRB335钢筋，梁上、下部各，7Φ18。实际配筋值1780.38mm 2。 (2)、梁箍筋计算：

KN

F 48.1681=、选择Φ10，4肢箍，2

54.78mm A

sv

=A sv1、

2

/300mm N f yv =

1

07.025.1th f F A h nf s t

sv

yv -≤

mm th F F A h nf s t sv yv 317950

50057.17.01048.16854

.78950300425.17.025.13

10-=???-?????=

-=

箍筋间距mm s 320=

00196.032050054.7841sv =??==

ts nA sv ρ 001.0300

57.128.028.0min ===y t sv f f

ρ

最小配箍率:箍筋的配筋率sv

ρ不应小于yv

t f f 28.0。 建议配筋值：HPB235钢筋，φ10@320 (3)、梁腰筋计算：

十字交叉梁高度h 1=1000mm>450mm ，所以需要配置腰筋。

2

0475950500%1.0%1.0mm th A ys =??=≥

故取 2

475mm A

ys

=。

建议配筋值：HRB335钢筋，4Φ14。实际配筋值615.75mm 2。

(4)、板底配筋计算：

最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为:6000×400×0.15%=3600mm 2。 故取 A s =3600.00mm 2。

建议配筋值：HRB335钢筋，Φ20@250mm 。承台底面单向根数24根。实际配筋值7539.822mm 2。