QTZ40-1矩形板式基础验算书.doc

7.1 QTZ40-1 矩形板式基础验算书
7.1.1 塔机属性
塔机型号
QTZ40-1
塔身桁架结构宽度B(m)
1.4
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
31.5
塔机独立状态的计算高度H(m)
35

7.1.2 塔机荷载
1、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
430
起重荷载标准值Fqk(kN)
40
竖向荷载标准值Fk(kN)
470
水平荷载标准值Fvk(kN)
18.4
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
702
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
430
水平荷载标准值Fvk'(kN)
18.4
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
702
2、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.35Fk1＝1.35×430＝580.5
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35FQk＝1.35×40＝54
竖向荷载设计值F(kN)
580.5+54＝634.5
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk＝1.35×18.4＝24.84
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk＝1.35×702＝947.7
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'＝1.35×430＝580.5
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'＝1.35×18.4＝24.84
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk＝1.35×702＝947.7

7.1.3 基础验算
1、塔吊基础参数
QTZ40-1型号的塔吊基础采用矩形板式基础，塔吊机身与基础布置形式详见图7.1.3-1所示，有关验算的参数见表7.1.3-1所示。

图7.1.3-1 QTZ40-1塔吊基础布置
表7.1.3-1 QTZ40-1型号的塔吊基础参数
基础布置
基础长l(m)
4.2
基础宽b(m)
4.2
基础高度h(m)
1.0
基础参数
基础混凝土强度等级
C30
轴心抗压设计值
fc（N/mm2）
14.3
混凝土容重γc(kN/m3)
25
基础用钢筋级别
Ⅱ
钢筋抗拉设计值fy（N/mm2）
360
基础混凝土保护层厚度δ(mm)
40
覆土厚度（m）
0
基础上部覆土的重度γ’(kN/m3)
0
地基参数
基础的持力层
第3层 粉质黏土夹粉土
修正后的地基承载力特征值fa(kPa)
150

基础及其上土的自重荷载标准值：
Gk=blhγc=4.2×4.2×1×25=441kN
基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×441=595.35kN
荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：
Mk''=702kN·m
Fvk''=Fvk'/1.2=18.4/1.2=15.333kN
荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：
M''=947.7kN·m
Fv''=Fv'/1.2=24.84/1.2=20.7kN
基础长宽比：l/b=4.2/4.2=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=4.2×4.22/6=12.348m3
Wy=bl2/6=4.2×4.22/6=12.348m3
相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：
Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=702×4.2/(4.22+4.22)0.5=496.389kN·m
Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=702×4.2/(4.22+4.22)0.5=496.389kN·m
2、偏心距验算
(1)、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：
Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=(430+441)/17.64-496.389/12.348-496.389/12.348=-31.023<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。

(2)、偏心距验算(稳定性)
偏心距：e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(702+18.4×1)/(430+441)=0.827m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：
a=(4.22+4.22)0.5/2-0.827=2.143m
偏心距在x方向投影长度：eb=eb/(b2+l2)0.5=0.827×4.2/(4.22+4.22)0.5=0.585m
偏心距在y方向投影长度：el=el/(b2+l2)0.5=0.827×4.2/(4.22+4.22)0.5=0.585m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离：b'=b/2-eb=4.2/2-0.585=1.515m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离：l'=l/2-el=4.2/2-0.585=1.515m
b'l'=1.515×1.515=2.296m2≥0.125bl=0.125×4.2×4.2=2.205m2
满足要求！
3、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值 Pkmin=-31.023kPa
Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(430+441)/(3×1.515×1.515)=126.469kPa
4、基础轴心荷载作用应力
Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(430+441)/(4.2×4.2)=49.376kN/m2
5、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值 fa=150.00kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算 Pk=49.376kPa≤fa=150kPa 满足要求！
(3)、偏心作用时地基承载力验算 Pkmax=126.469kPa≤1.2fa=1.2×150=180kPa，满足要求！

7.1.4 基础配筋验算
塔吊基础底部、顶部网片筋双向均选用HRB335 Φ18@180，验算如下：
1、基础弯距计算
基础X向弯矩：
MⅠ=(b-B)2pxl/8=(4.2-1.4)2×92.778×4.2/8=381.875kN·m
基础Y向弯矩：
MⅡ=(l-B)2pyb/8=(4.2-1.4)2×92.778×4.2/8=381.875kN·m
2、基础配筋计算
(1)、底面长向配筋面积
381.875×106/(1×16.7×4200×9512)=0.006
=1-(1-2×0.006)0.5=0.006 (可以)
1-0.006/2=0.997
381.875×106/(0.997×951×300)=1343mm2
基础底需要配筋：A1=max(1343，ρbh0)=max(1343，0.0015×4200×951)=5991mm2
基础底长向实际配筋：As1'=6104mm2≥A1=5991mm2满足要求！
(2)、底面短向配筋面积
381.875×106/(1×16.7×4200×9512)=0.006
1-(1-2×0.006)0.5=0.006 (可以)
1-0.006/2=0.997
381.875×106/(0.997×951×300)=1343mm2
基础底需要配筋：A2=max(1343，ρlh0)=max(1343，0.0015×4200×951)=5991mm2
基础底短向实际配筋：AS2'=6104mm2≥A2=5991mm2 ，满足要求！
(3)、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋：AS3'=6104mm2≥0.5AS1'=0.5×5991=2995.5mm2 ，满足要求！
(4)、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋：AS4'=6104mm2≥0.5AS2'=0.5×5991=2995.5mm2
满足要求！
(5)、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500。
3、配筋示意图
通过上述的有关验算，QTZ40-1型塔吊板式基础配筋用图表示见图7.1.4所示：

7.1.4-1 QTZ40-1塔吊基础配筋图