5610塔吊天然基础的计算书
塔吊天然基础的计算书依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。
一. 参数信息
二. 荷载计算
1. 自重荷载及起重荷载
1) 塔机自重标准值
F k1=464.1kN
2) 基础以及覆土自重标准值
G k=5.5×5.5×1×25=756.25kN
3) 起重荷载标准值
F qk=60kN
2. 风荷载计算
1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)
=0.8×1.59×1.95×1.295×0.2=0.64kN/m2
=1.2×0.64×0.35×1.6=0.43kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk=q sk×H=0.43×40.5=17.48kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk=0.5F vk×H=0.5×17.48×40.5=354.06kN.m
2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.45kN/m2)
=0.8×1.65×1.95×1.295×0.45=1.50kN/m2
=1.2×1.50×0.35×1.6=1.01kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk=q sk×H=1.01×40.5=40.82kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk=0.5F vk×H=0.5×40.82×40.5=826.69kN.m
3. 塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
M k=-1552+0.9×(800+354.06)=-513.35kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
M k=-1552+826.69=-725.31kN.m
三. 地基承载力计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)第4.1.3条承载力计算。
塔机工作状态下：
当轴心荷载作用时：
=(464.1+60+756.25)/(5.5×5.5)=42.33kN/m2
当偏心荷载作用时：
=(464.1+60+756.25)/(5.5×5.5)-2×(513.35×1.414/2)/27.73
=16.15kN/m2
由于 P kmin≥0 所以按下式计算P kmax：
=(464.1+60+756.25)/(5.5×5.5)+2×(513.35×1.414/2)/27.73
=68.50kN/m2
塔机非工作状态下：
当轴心荷载作用时：
=(464.1+756.25)/(5.5×5.5)=40.34kN/m2
当偏心荷载作用时：
=(464.1+756.25)/(5.5×5.5)-2×(725.31×1.414/2)/27.73
=3.36kN/m2
由于 P kmin≥0 所以按下式计算P kmax：
=(464.1+756.25)/(5.5×5.5)+2×(725.31×1.414/2)/27.73
=77.33kN/m2
四. 地基基础承载力验算
地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011第5.2.3条。计算公式如下:
其中 f a──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；
f ak──地基承载力特征值，取100.00kN/m2；
ξb──基础宽度地基承载力修正系数，取0.00；
ξd──基础埋深地基承载力修正系数，取1.00；
γ──基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3；
γm──基础底面以上土的重度，取0.00kN/m3；
b──基础底面宽度，取5.50m；(注：小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值，其他按实际取值。)
d──基础埋深度,取3.00m。
解得修正后的地基承载力特征值 f a=100.00kPa
实际计算取的地基承载力特征值为:f a=100.00kPa
轴心荷载作用：由于 f a≥P k=42.33kPa，所以满足要求！
偏心荷载作用：由于1.2×f a≥P kmax=77.33kPa，所以满足要求！
五. 承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011第8.2条。
1. 抗弯计算，计算公式如下:
式中 a1──截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=1.95m；
a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.60m。
P──截面I-I处的基底反力；
工作状态下：
P=(5.5-1.95)×(68.50-16.15)/5.5+16.15=49.94kN/m2；
M=1.952×[(2×5.5+1.6)×(1.35×68.50+1.35×49.94-2×1.35×756.25/5.52)+(1.35×68.50-1.35×49.94)×5.5]/12
=412.59kN.m
非工作状态下：
P=(5.5-1.95)×(77.33-3.36)/5.5+3.36=51.10kN/m2；
M=1.952×[(2×5.5+1.6)×(1.35×77.33+1.35×51.10-2×1.35×756.25/5.52)+(1.35×77.33-1.35×51.10)×5.5]/12
=487.18kN.m
2. 配筋面积计算,公式如下:
依据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
式中α1──系数，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，α1取为0.94,期间按线性内插法确定；
f c──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度。
经过计算得:
αs=487.18×106/(1.00×19.10×5.50×103×9502)=0.005
η=1-(1-2×0.005)0.5=0.005
γs=1-0.005/2=0.997
A s=487.18×106/(0.997×950×360.00)=1428.18mm2。
最小配筋率取0.15%，
则最小配筋A smin = 5500×1000×0.15% = 8250.00mm2
所以，最小配筋面积A s = 8250.00mm2
实际选用钢筋为：钢筋直径18.0mm，钢筋间距为150mm,
实际配筋面积为A s0 = 3.14×182/4 × Int(5500/150)=9161mm2
实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!
推荐参考配筋方案为：钢筋直径为18.0mm，钢筋间距为160mm，配筋面积为8747mm2
六. 地基变形计算
规范规定：当地基主要受力层的承载力特征值(fak)不小于130kPa或小于130kPa但有地区经验，且黏性土的状态不低于可塑（液性指数IL不大于0.75）、砂土的密实度不低于稍密时，可不进行塔机基础的天然地基变形验算，其他塔机基础的天然地基均应进行变形验算。
塔吊计算满足要求！