一、       工程概况

二、        编制依据

2.1、《塔式起重机使用说明书》

2.2《岩土工程勘察报告》

2.3《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

2.6《地基与基础施工及验收规范》（GBJ202-83）

2.7《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

2.8《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）

2.9《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

2.10《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）

三、        塔吊基础设计

3.3塔吊承台

采用钢筋混凝土承台，尺寸为4000X4000X1500mm，内配钢筋双层双向Φ25@150，箍筋Φ14@300格构柱锚入承台600mm.承台混凝土强度C30

四、        塔吊基础设计计算书

因塔吊在非工作状况时为最不利情况，故只需计算塔吊非工作状况受力，塔吊使用说明书，塔吊安装到自由高度44.8m高度时要附墙，因此在进行荷载分析时，弯矩和剪力取在44.8m高度时塔吊非工作状态数值，竖向荷载取塔吊安装到最终安装高度时数值为安全取值。

4.1基本数据

根据  塔吊使用说明书，塔吊非工作状况受力数据如下:(M、H为自由高度处取值，V取最大安装高度取值为安全取值)

M=2569.49KN.M，H=123.65KN

V=972.5KN

式中:M:弯矩

     H:水平力

     V:竖向力

混凝土承台自重

G=4X4X1.5X25=600KN

4.2单桩承载力计算

4.2.1单桩承受荷载

塔吊自重及竖向作用力：        F=1.2X972.5=1167KN

L140X12                                25.52Kg/m

缀板        0.41X0.2X0.01X7.8X1000/0.6=10.66Kg/m

共计                                   36.18Kg/m

格构柱重                   36.18X4X13.45=19.46KN

[18槽钢自重                            g=62.06KN

由《建筑桩基技术规范》JGJ94-94

偏心竖向力作用下

Ni=(F+G+g)/4±Mxyi/Σyi²(X、Y轴受力相同)

  =[1167+1.2（或1.0）X（600+19.46+62.06）]/4±（2569.49X1.0+123.65X1.5）X1.0/4X1.0²（G和g对结构不利时取1.2，有利时取1.0）

不利时Nmax=1984.82/4+694.92=1191.13 KN（抗压状态）

       Nmin=1984.82/4-694.92=-198.72 KN（抗拔状态）

有利时Nmax=1848.52/4+694.92=1157.05 KN（抗压状态）

       Nmin=1848.52/4-694.92=-232.79 KN（抗拔状态）

综合知单桩        最大受压值为1191.13KN

                  最大受拉值为 232.79KN

4.2.2单桩设计荷载

桩底标高为-40.55，由地质报告得持力层选择第7 1-1层，该层为饱和、密实、中压缩性的砂质粘性土，满足持力层条件（见下图），单桩承载力设计值如下

抗拔桩承载力设计值

R抗拔=0.6XΣfsXL3.14d

      =0.6X(20x2.0+25x4.0+35x18.0+64x4.0+68x2.0)x3.14x0.8

      =1751.37KN>1.6x232.79=372.46KN

抗压桩承载力设计值

R抗压=0.6XΣfsXL3.14d+q_sA_p

=1751.37+401.92

=2153.29>1.6x1191.13=1905.81KN

满足竖向承载力要求。

4.3灌注桩配筋计算

4.3.1由于r0Nmax=1.0x1191.13=1191.13 KN

而fcxA=15x3.14x400²x0.8=6028.8 KN

即:单桩受力远小于砼的抗压强度, 故桩在考虑抗压情况下按设计可不配筋,但为了使用安全,同时考虑基础使用阶段所产生的拔力因素(具体抗拔配筋验算见4.5条抗倾覆验算)需配置钢筋。

4.3.2按构造配筋 As=Ρa=0.6%xπr²=0.6x3.14x400²=30.16cm²

配12Ф25 ，箍筋Ф8@200   AS=58.8>30.16cm²满足构造要求。

4.3.3桩自身抗拉强度N=fg As=3100x58.8=1822.88KN,远大于桩的抗拔设计值212.79KN,故配筋符合要求.

4.4格构柱承载力计算

截面性质

L140X12

A=32.51cm²

I_x=603.7cm⁴

Z₀=3.9cm 

式中：A：角钢截面积

      I_x：惯性矩

Z₀：重心矩

两方向对称

 I_x=4X[(603.7+32.51X(46/2-3.9)²)=49855 cm⁴

回转半径：ix= (I_x /4A)^1/2=19.58 cm

柱子计算长度,以悬臂计算

计算长度：L0x=10.1m

则长细比：λx =L0x/ Ix=1010/19.58=51.58

缀板     -410X200X10mm

中心间距 600mm

单根角钢长细比λ₁=(60-20)/2.77=14.44<40(λ₁<0.5λx)

换算长细比    λ0x=(51.58²+14.44²)^1/2=53.56<150

b类构件查轴心受压构件稳定系数表得:

ψx=0.840

4.3.1 强度计算

N/ψxA=1191.13/（3251X4X0.840）=109.04/mm²〈215N/mm²

4.3.2整体稳定性验算

格构式压弯构件绕虚轴平面内稳定计算公式为：

N/ψxA+mxMd/[Wx(1-ψxXN/N_EX )

欧拉公式 N_EX=π²EA/λ0x²=π²X206000X4X3251/53.56²=9338.20KN

非工作状况：N/ψxA+mxMd/[Wx(1-ψxXN/N_EX )= 109.04〈215N/mm²

为确保安全，参照其他项目类似经验，按常规做法及构造要求，必须在四根格构柱之间焊接斜（平）撑（每1.2米设置见立面图），以增加格构柱截面性能，并能减小长细比，增强整体稳定。

4.3.3分肢稳定性计算

长细比λ₁=(60-20)/2.77=14.44<40(λ₁<0.5λx)

所以可不计算分肢稳定性

4.3.4缀板刚度验算

角钢对本身轴的惯性力矩I₁=603.7cm⁴

柱分肢的线刚度为I/l=603.7/60=10.06

四块缀板线刚度之和为4X1/12X1X20³/38=70.18

比值70.18/10.06=7.0〉6，可见缀板刚度足够。

4.3.5截面抗剪

作用于柱身的剪力V=Af/85(fy/235)^1/2

                  =4x3251x215/85x(215/215) ^1/2

                 =32892N=32.89kN

T=32892/4X3251=2.52N/mm²<215 N/mm²

满足要求。

4.3.6缀板焊缝连接验算

缀板与柱肢连接处的内力为

剪力T=（V/4）l/a=8.22X60/41=12.03KN

弯矩M=（V/4）l/2=4.11KN.m

缀板与柱肢连接用角焊缝 hf=8mm，焊缝两端用围焊，但是计算长度偏于安全地用焊缝长度l_w=18cm

在剪力T和弯矩M共同作用下角焊缝的应力为：

[（M/βfW_W）²+（T/A_W）²]^1/2

=[（6X4.11X10⁶/1.22X0.7X8X18²X10²）²+（12.03X103/0.7X8X180）²]^1/2

=（59.44²+11.44²）^1/2

=60.53〈160 N/mm²

缀板连接符合要求。

4.4承台受力计算

4.4.1承台弯矩计算

钢筋采用Ⅱ级钢筋fg=3100kg/cm²,砼采用C30  fc=150kg/cm²

桩顶净反力：Ni=1191.13-(G+g)/4=1024.75KN(不考虑承台自重)

最大弯矩Mmax=Σηyinixi=2X0.5X1024.75X1.0=1024.75 KN.M

As=KM/0.9x100x3100

=1.4x1024.75x10⁵/0.9x100x3100=51.42cm²

采用28Ф25，面积137.2 cm²〉51.42 cm²

故承台配筋28Ф25@150能满足抗弯要求。

因塔吊使用时的弯矩的方向随转向的改变而改变，另考虑到实际存在的扭矩，为确保使用要求，配双层双向Ф25@150钢筋,上下两层钢筋之间采用Ф14@300箍筋作为联系筋.(承台配钢筋见附图4)

4.4.2承台抗冲切验算

因塔吊标准节尺寸为1.8mx1.8m,各桩均在冲切正常范围内,故不会发生冲切破坏.

4.4.3承台抗剪切验算

因塔吊标准节尺寸1.8mx1.8m,四根桩桩距为2.0m,受力在竖向基本向下传递,不考虑剪切验算,能满足抗剪切要求。

4.5抗倾覆验算

由于本工程基坑开挖达到10多米，基础施工阶段塔吊附墙梁尚未安装，为防止因桩的抗拔力不足，在塔吊倾覆力矩M及水平力H作用下塔吊向基坑一侧倾覆，现对该桩基础进行抗倾覆验算，在确保使用安全。

在未考虑桩的自重下,由4.2算得桩的抗拔设计值R抗拔=1751.37KN远大于桩最大拔力372.46KN

故不可能发生倾覆现象.

灌注桩配筋计算中桩的配筋为12Φ25

As=12X4.9=58.8cm2

N=FgAs=3100X58.8=1822.8KN>抗拔承载力设计值

满足要求。

五、        塔吊基础施工注意事项

5.1塔吊必须待承台、桩基满足28天龄期及C30设计强度后（做好试块）方可进行安装

5.2在施工横（斜）剪刀撑时，严禁塔吊作业

5.3进行横（斜）撑焊接，焊接点在缀板上，不得直接焊角钢柱

六、        塔吊施工图

附图1、塔吊平面布置及塔吊桩位定位图

附图2、塔吊钻孔灌注桩配筋及格构柱详图

附图3、塔吊支撑立面图

附图4、承台配筋及立柱桩、塔吊标准节、承台节点构造图