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塔式起重机基础设计计算

（说明：本附录涉及的固定式基础、桩基基础承台的平面形式均为方形）

A.1固定式基础设计计算

A.1.1基础几何尺寸的确定

塔式起重机基础受偏心荷载作用（图A.1.1），按如下方法确定方形基础的几何尺寸：

图A.1.1塔式起重机抗倾覆稳定性计算简图

1按照轴心受压，用下式估算基础底面积A0：

(A1.1-1)

式中A0——基础底面面积(m2)；

fa——地基承载力，由实地勘探和基础处情况确定(kPa)；

γG——基础及其上覆土体的混合重度(kN/m3)；

Fv——作用在基础上的竖向载荷标准值(kN)；

d——基础埋深(m)。

取偏心荷载的基础底面积A1＝1.1～1.4A0，根据A1初步确定方形基础的边长b。同时b要满足b大于等于塔吊标准节宽度乘以两倍的基础厚度h。

2固定式基础需满足整体抗倾覆要求：

(A.1.1-2)

式中Fg——混凝土基础的重力(kN),，其中γ为混凝土容重，取24kN/m3，h为基础高度。

M——作用在基础上的弯矩标准值(kN·m)；

b——独立基础底边边长(m)；

k——安全系数，一般取2；

h——基础厚度(m)。

由式C.1.1-2初步确定基础高度h。

3式A1.1.-1和A1.1-2确定的基础边长b和基础高度h需满足地基承载力要求：

当偏心距时：

(A.1.1-3)

式中pmax——相应于荷载效应标准组合时，基础地面边缘的最大压力值(kPa)；

W——基础底面的抵抗矩；

当偏心距时：

(A.1.1-4)

式中l——为合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离(m),此处偏安全地取l=；

e——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离(m)；。

如不满足A.1.1-3或A.1.1-4，需反复调整b与h的尺寸直至满足。

A.1.2地基承载力验算与整体抗倾覆验算

1塔式起重机独立基础应满足整体抗倾覆稳定性

混凝土基础的抗倾覆稳定性按式A.1.2-1计算：

(A.1.2-1)

2塔式起重机独立基础应满足强度要求

塔式起重机基础强度应满足式A.1.1-3或A1.1-4。

A.1.3基础底板的配筋，应按抗弯计算确定，本部分荷载均取基本组合值：

1在荷载基本组合下，重新计算偏心矩e

2计算底板弯矩

当时，底板受弯可用下式计算：

(A.1.3-1)

式中MⅠ——截面I-I处弯矩(kN.m)；

pmax——基础底面边缘最大应力(kPa)；

p——基础底面I-I处应力(kPa)；

a——截面I-I至基底边缘最大应力处距离(m)；

b、b’——分别为基础底边长和塔身边长(m)；

G——考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重(kN)。

当时，底板受弯可用下式计算：

(A.1.3-2)

式中

图A.1.3-1砼基础计算简图

3底板计算截面所需要的钢筋面积为：

(A.1.3-2)

式中M——配筋截面处的设计弯矩(kN.m)；

k——安全系数，取1.2～1.4；

fy——钢筋的抗拉强度设计值(MPa)；

h0——基础截面有效高度(m)。

4由于塔式起重机360°旋转，故基础底板需双向配筋。

A.2桩基承台式混凝土基础的设计

A.2.1单桩承载力验算（图A.2.1）

图A.2.1塔式起重机方形承台桩基础

1依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条，单桩桩顶竖向力计算公式为：

（A.2.1-1）

式中n──单桩个数，n=4；

F——桩基承台顶面的竖向力设计值(kN)；

G──桩基承台的自重(kN)；

Mx，My──承台底面的弯矩设计值(kN.m)；

xi，yi──单桩轴线到承台中心轴的X，Y方向距离(m)；

Ni──相应于荷载效应基本组合时的第i桩单桩桩顶竖向力设计值(kN)。

2单桩竖向承载力计算应符合下列表达式：

轴心竖向力作用下

（A.2.1-2）

式中R——桩基中复合基桩或基桩的竖向承载力设计值；

——建筑桩基重要性系数，对塔式起重机桩基基础取