塔式起重机混凝土基础的设计计算的方法.ppt

塔式起重机混凝土基础设计计算方法 王永泉 河海大学 水利水电学院 两本规范 《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009） 《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-92） 塔式起重机的基础选型 塔机的基础型式应根据工程地质、荷载大小与稳定性要求、现场条件、技术经济指标及塔机制造商提供的塔机使用说明书等条件确定。 塔机的混凝土基础形式有板式（矩形、方形等）、十字型、桩基及组合式基础。 塔机基础设计荷载取值 塔机基础的设计应在独立状态下按工作状态和非工作状态的荷载分别计算。 塔机基础工作状态的荷载应包括塔机和基础的自重荷载、起重荷载、风荷载、并考虑可变荷载的组合系数，其中起重荷载不考虑动力系数； 非工作状态下的荷载应包括塔机和基础的自重荷载、风荷载。 塔机工作状态的基本风压应按0.20 kN/m2取用，非工作状态的基本风压应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009附录D.4中给出的50年一遇的风压取用，且不小于0.30kN/m2，可参考（JGJ/T187-2009）附录A计算。 塔机基础设计无计算条件时，可采用塔机制造商的“塔机使用说明书”提供的基础荷载，包括工作状态和非工作状态的垂直荷载、水平荷载、倾翻力矩、扭矩以及非工作状态的基本风压，若塔机现场的基本风压大于“塔机使用说明书”提供的基本风压，则应予以换算。 案例1 案例2 建议 板式或十字形基础 塔机在独立状态时，作用于基础的荷载应包括塔机作用于基础顶的竖向荷载标准值Fk，塔机作用于基础顶的水平荷载标准值Fvk，塔机作用于基础顶的倾翻力矩（包括塔机自重、起重荷载、风荷载等引起的力矩）荷载标准值Mk，塔机作用于基础顶的扭矩荷载标准值Tk，基础及其上土的自重荷载标准值Gk。 基础的埋置深度应综合考虑工程地质、塔机的荷载大小以及相邻环境条件等因素确定。基础顶面标高不宜超出现场自然地面。在冻土地区的基础应采取构造措施避免基底及基侧受冻胀土的作用。 基础高度应满足塔机预埋件的抗拔要求，且不宜小于1000mm，不宜采用坡形或台阶形顶面的基础。 基础的混凝土强度等级不应低于C25，基础下的垫层混凝土强度等级不应低于C10，混凝土垫层厚度不宜小于100mm。 基础受力钢筋的直径不宜小于12mm，间距不应大于200mm。板式基础宜在基础表层和底层对称式配置主筋，直径不宜小于12mm，且用间距不大于500mm的竖向构造钢筋连接； 十字型基础主筋宜按梁式上下对称配筋，箍筋直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm，侧向构造纵筋的直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm。 矩形基础的长边与短边长度之比不宜大于2，十字型基础的节点处应采用加腋构造。 基础平面尺寸的确定 参考厂房提供的塔机平面尺寸处步确定； 根据地基承载能力和变形要求复核塔机平面尺寸。 矩形基础地基承载能力的验算 矩形基础地基变形的验算 矩形基础的配筋 当地基土为软弱土层，采用浅基础已不能满足塔机对地基承载力和变形的要求时，可采用桩基础。基桩可采用预制钢筋混凝土桩、混凝土灌注桩或钢管桩等 。 桩端持力层宜选择中低压缩性的粘性土、中密或密实的砂土或粉土等承载力较高的土层。桩端全断面进入持力层的深度，对于粘性土、粉土不宜小于3d，对于砂土不宜小于2.0d；当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力土层厚度不宜小于5d，并应验算下卧层的承载力。 桩基计算包括桩顶作用效应计算、桩基竖向抗压及抗拔承载力计算、桩身承载力计算、桩承台计算等。 桩基础设计应符合现行国家行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的规定。 桩基构造应符合现行国家行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的规定。预埋件应按塔机使用说明书布置。桩身和承台的混凝土强度等级不得小于C25。 基桩应按计算和构造要求配置钢筋。纵向钢筋不应小于6φ12，应沿桩周边均匀布置，其净距不应小于60mm。箍筋应采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200～300mm，桩顶以下5d范围内箍筋间距应加密不应大于100mm。当基桩属抗拔桩或端承桩，应等截面或变截面通长配筋。 承台宜设计成不变截面高度的方形板式或十字型梁式，截面高度不宜小于1000mm，且应满足塔机使用说明书的要求。基桩宜按均匀对称式布置，且不宜少于4根，边桩中心至承台边缘的距离应不小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于200mm。 板式承台基础上、下面均应根据计算或构造要求配筋，直径不小于12mm，间距不大于200mm，上、下层钢筋之间设置架立筋，宜沿对角线配置暗梁。十字型承台应按梁式配筋，宜按对称式配置正、负弯矩筋，箍筋不宜小于φ8@200。 基桩嵌入承台的长度对桩径＜800mm的基桩不宜小于50mm，≥800mm的基桩不宜小于100mm