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1、塔式起重機混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程JGJ/T187-2009介紹,1,目 錄,1、塔式起重機混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程 JGJ/T187-2009的編寫背景 2、任務(wù)來源和編寫過程 3、規(guī)程的主要技術(shù)內(nèi)容和基本規(guī)定 4、規(guī)程的重點設(shè)計計算內(nèi)容 5、規(guī)程的重點施工管理內(nèi)容 6、塔機風(fēng)荷載計算 7、塔機樁基礎(chǔ)設(shè)計實例 8、十字型基礎(chǔ)設(shè)計實例,2,1、塔式起重機混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程JGJ/T187-2009的編寫背景,1.1 工程建設(shè)發(fā)展需要 隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑工程施工技術(shù)迅速提高，作為主要建筑施工機械之一的塔式起重機（以下簡稱塔機）得到普遍應(yīng)用，其中又以小車變幅的固定式塔機最受歡迎。然而目

2、前施工工地的塔機在運行過程中出現(xiàn)過較多的事故，主要原因之一在于其基礎(chǔ)的設(shè)計和施工較為草率，沒有標(biāo)準可遵循，塔機傳到基礎(chǔ)的荷載和基礎(chǔ)的承載力計算都不夠準確，導(dǎo)致地基基礎(chǔ)破壞、塔機傾覆以及人員傷亡；而有些塔機基礎(chǔ)設(shè)計人員由于依據(jù)或經(jīng)驗不足，設(shè)計的基礎(chǔ)過于保守，浪費大量的建筑材料；塔機基礎(chǔ)包括樁基在施工中存在馬虎草率，沒有可遵循的專門標(biāo)準，也經(jīng)常有事故發(fā)生；因此急需一部規(guī)范塔機基礎(chǔ)工程設(shè)計施工的技術(shù)規(guī)程，從而減少以致杜絕全國各地因塔機基礎(chǔ)設(shè)計施工依據(jù)或經(jīng)驗不足引起的人員傷亡，降低建設(shè)單位或施工單位的經(jīng)濟損失。,3,1.2 規(guī)范塔機基礎(chǔ)的設(shè)計施工 目前各地的施工工地普遍按塔機制造商提供的塔機使用說明書

3、中的基礎(chǔ)荷載參數(shù)和基礎(chǔ)圖施工。該基礎(chǔ)荷載參數(shù)和基礎(chǔ)圖的主要編制依據(jù)是國家標(biāo)準塔式起重機設(shè)計規(guī)范GB/T13752-92，隨著時代的進步加上我國幅員遼闊，該標(biāo)準已不適應(yīng)當(dāng)前工程建設(shè)的需要。以風(fēng)荷載為例，國家標(biāo)準GB/T13752-92規(guī)定的基本風(fēng)壓為0.80kN/m2(離地面高度20m以下)、1.10 kN/m2（離地面高度20m以上）；顯然，在五十年一遇的基本風(fēng)壓大于上述數(shù)值的地區(qū)，塔機基礎(chǔ)的設(shè)計是不安全的，而基本風(fēng)壓小于上述數(shù)值的地區(qū)，則塔機基礎(chǔ)的設(shè)計可能偏于保守。此外，塔機使用說明書中基礎(chǔ)圖統(tǒng)一規(guī)定地基承載力須不小于200 kN/m2也不符合因地制宜的科學(xué)應(yīng)用原則。可見塔式起重機混凝土基礎(chǔ)

4、工程技術(shù)規(guī)程（以下簡稱規(guī)程）的編制及實施能規(guī)范塔機基礎(chǔ)的設(shè)計施工，讓國家和企業(yè)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會效益。,4,2、任務(wù)來源和編寫過程,2.1任務(wù)來源 根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建標(biāo)2008102號文關(guān)于印發(fā)的通知，主編單位承擔(dān)行業(yè)標(biāo)準塔式起重機混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程的編制任務(wù)，2008年8月10日在杭州召開了本規(guī)程第一次編制工作會議。 2.2編寫過程 編制組進行了廣泛的實際塔機及基礎(chǔ)工程的調(diào)查、資料收集、分析研究，并參考了有關(guān)的國際標(biāo)準和國外先進標(biāo)準。在此基礎(chǔ)上，編制組成員按照分工對正文和條文說明逐章逐條進行編制，形成了標(biāo)準的初稿。然后編制組充分地討論、修改補充，形成標(biāo)準的討論稿，在2008年1

5、2月召開編制組第二次編制工作會議，對標(biāo)準討論搞進行了充分的討論修改，形成標(biāo)準的征求意見稿。在“國家工程建設(shè)標(biāo)準信息化信息網(wǎng)”上公開征求意見，同時發(fā)給國家與塔機基礎(chǔ)有關(guān)的科研、設(shè)計、施工、生產(chǎn)、教學(xué)等單位和建設(shè)主管部門及專家征求意見，共收到反饋意見150條。編制組對反饋意見進行了匯總和處理，對標(biāo)準進一步修改和完善，形成了標(biāo)準送審稿。,5,6,3、規(guī)程的主要技術(shù)內(nèi)容和基本規(guī)定,3.1 主要技術(shù)內(nèi)容 本規(guī)程的主要技術(shù)內(nèi)容是：1. 總則；2. 術(shù)語和符號；3. 基本規(guī)定；4. 地基計算；5. 板式和十字形基礎(chǔ)；6. 樁基礎(chǔ)；7. 組合式基礎(chǔ)；8. 施工及質(zhì)量驗收。附錄A、B。 3.2 基本規(guī)定 3.2

6、.1 塔機的基礎(chǔ)形式應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、荷載大小與塔機穩(wěn)定性要求、現(xiàn)場條件，并結(jié)合塔機制造商提供的塔機使用說明書的要求確定。常用的塔機固定式基礎(chǔ)形式有矩形（包括方形）板式和十字形式、樁基及組合式基礎(chǔ)。,7,3.2.2 塔機基礎(chǔ)的設(shè)計應(yīng)按獨立狀態(tài)下的工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)的荷載分別計算。塔機基礎(chǔ)工作狀態(tài)的荷載應(yīng)包括塔機和基礎(chǔ)的自重荷載、起重荷載、風(fēng)荷載，并應(yīng)計入可變荷載的組合系數(shù)，其中起重荷載不應(yīng)計入動力系數(shù)；非工作狀態(tài)下的荷載應(yīng)包括塔機和基礎(chǔ)的自重荷載、風(fēng)荷載。本條文是塔機基礎(chǔ)設(shè)計的基本原則。 塔機在獨立狀態(tài)時，所承受的風(fēng)荷載等水平荷載及傾覆力矩、扭矩對基礎(chǔ)的作用效應(yīng)最大；附著狀態(tài)（安裝附墻裝置后）

7、時，塔機雖然增加了標(biāo)準節(jié)自重，但對基礎(chǔ)設(shè)計起控制作用的各種水平荷載及傾覆力矩、扭矩等主要由附墻裝置承擔(dān)，故附著狀態(tài)可不計算。 3.2.3 塔機工作狀態(tài)的基本風(fēng)壓應(yīng)按0.20 kN/m2取用，風(fēng)荷載作用方向應(yīng)按起重力矩同向計算；非工作狀態(tài)的基本風(fēng)壓應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009中給出的50年一遇的風(fēng)壓取用，且不小于0.35kN/m2，風(fēng)荷載作用方向應(yīng)從平衡臂吹向起重臂；塔機的風(fēng)荷載可按本規(guī)程附錄A的規(guī)定進行簡化計算。,8,按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程JGJ33的規(guī)定，六級及以上大風(fēng)應(yīng)立即停止作業(yè)，相應(yīng)的基本風(fēng)壓為0.12kN/m2；本規(guī)程取工作狀態(tài)的基本風(fēng)壓為0.20k

8、N/m2，再乘各項風(fēng)荷載系數(shù)之積，大于現(xiàn)行國家標(biāo)準塔式起重機設(shè)計規(guī)范GB/T13752規(guī)定的基本風(fēng)壓0.25kN/m2乘單一風(fēng)力系數(shù)之積。 3.2.4 塔機基礎(chǔ)及地基均應(yīng)滿足承載力計算的有關(guān)規(guī)定。本條規(guī)定了地基基礎(chǔ)設(shè)計的原則，各類塔機的地基基礎(chǔ)均應(yīng)滿足承載力計算的有關(guān)規(guī)定，同時作出了可不做地基變形驗算和穩(wěn)定性驗算的規(guī)定，將地基變形驗算和穩(wěn)定性驗算控制在合適的范圍。 3.2.5 地基基礎(chǔ)設(shè)計時所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時，傳至基礎(chǔ)或承臺底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)

9、采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值；,9,2 計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準永久組合。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值； 3 計算基坑邊坡或斜坡穩(wěn)定性，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其分項系數(shù)均取1.0； 4 在確定基礎(chǔ)或樁承臺高度、計算基礎(chǔ)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，傳給基礎(chǔ)的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合計算，并應(yīng)采用相應(yīng)的分項系數(shù)； 3.2.6 塔機基礎(chǔ)設(shè)計缺少計算資料時，可采用塔機制造商提供的塔機使用說明書的基礎(chǔ)荷載，包括工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)的垂直荷載、水平荷載、傾覆力矩、扭矩

10、以及非工作狀態(tài)的基本風(fēng)壓；若非工作狀態(tài)時塔機現(xiàn)場的基本風(fēng)壓大于塔機使用說明書提供的基本風(fēng)壓，則應(yīng)按本規(guī)程附錄A的規(guī)定對風(fēng)荷載予以換算。,10,塔機基礎(chǔ)設(shè)計缺少計算資料指塔機制造商提供的塔機使用說明書中沒有塔機各部分的構(gòu)造、自重及重心位置的說明，即無法按本規(guī)程的規(guī)定分析計算塔機的荷載。非工作狀態(tài)下塔機現(xiàn)場的基本風(fēng)壓大于塔機使用說明書提供的基本風(fēng)壓，應(yīng)按本規(guī)程附錄A的規(guī)定對風(fēng)荷載引起的傾覆力矩予以換算，否則不安全；可采用簡化的換算方法，將現(xiàn)場基本風(fēng)壓超出塔機使用說明書基本風(fēng)壓的差值按本規(guī)程附錄A的規(guī)定進行計算，將計算所得的傾覆力矩、水平荷載分別與塔機使用說明書提供的傾覆力矩、水平荷載同向疊加。 3

11、.2.7 塔機獨立狀態(tài)的計算高度H按基礎(chǔ)頂面至錐形塔帽一半處高度或平頭式塔機的臂架頂取值。,11,12,4.1 地基承載力計算 4.1.1 塔機在獨立狀態(tài)時，作用于基礎(chǔ)的荷載應(yīng)包括塔機作用于基礎(chǔ)頂?shù)呢Q向荷載標(biāo)準值 、水平荷載標(biāo)準值 、傾覆力矩（包括塔機自重、起重荷載、風(fēng)荷載等引起的力矩）荷載標(biāo)準值 、扭矩荷載標(biāo)準值 、以及基礎(chǔ)及其上土的自重荷載標(biāo)準值 見圖4.1.1。,4、規(guī)程的重點設(shè)計計算內(nèi)容,,,,圖4.1.1 基礎(chǔ)荷載,,,,,,13,4.1.2 矩形基礎(chǔ)地基承載力計算應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002第5.2節(jié)的規(guī)定，此處不作詳細解析。 當(dāng)塔機基礎(chǔ)

12、為十字形時，可采用簡化計算法，即傾覆力矩標(biāo)準值 、水平荷載標(biāo)準值 僅由其中一條形基礎(chǔ)承載，基礎(chǔ)底面的抵抗矩W宜計入節(jié)點加腋部分；豎向荷載仍由全部基礎(chǔ)承載。 矩形板式和十字形基礎(chǔ)各有優(yōu)缺點，應(yīng)因地制宜地選用。 基礎(chǔ)偏心距應(yīng)符合 。此條規(guī)定取自現(xiàn)行國家標(biāo)準高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50135，即考慮了塔機傾覆后果的嚴重性，比塔式起重機設(shè)計規(guī)范GB/T13752的規(guī)定 有所提高。 4.1.3 方形基礎(chǔ)和底面邊長比小于或等于1.1的矩形基礎(chǔ)應(yīng)按雙向偏心受壓作用驗算地基承載力，塔機傾覆力矩的作用方向應(yīng)取基礎(chǔ)對角線方向（圖4.1.3），基礎(chǔ)底面的壓力應(yīng)符合下列公式要求：,,,,14,,（a）偏心荷載在核心區(qū)

13、內(nèi) （b）偏心荷載在核心區(qū)外 圖4.1.3 雙向偏心荷載作用下矩形基礎(chǔ)的基底壓力,15,,（4.1.3-1）,1. 當(dāng)偏心荷載合力作用點在核心區(qū)內(nèi)時（ ）,（4.1.3-2）,（4.1.3-3）,（4.1.3-4）,16,式中：PK相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值； fa修正后的地基承載力特征值； Pmax相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準組合時，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值； Pmin相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準組合時，基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值； Fk塔機作用于基礎(chǔ)頂面的豎向荷載標(biāo)準值； GK基礎(chǔ)及其上土的自重標(biāo)準值； A基礎(chǔ)底面面積； Mkx、Mky相

14、應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準組合時，作用于基礎(chǔ)底面對x、y軸的力 矩值； Wx、Wy基礎(chǔ)底面對x、y的抵抗矩。,17,2. 當(dāng)偏心荷載合力作用點在核心區(qū)外時（ ）：,,（4.1.3-5）,（4.1.3-6）,（4.1.3-7）,（4.1.3-8）,（4.1.3-9）,上述公式取自現(xiàn)行國家標(biāo)準高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50135-2006第7.2節(jié)規(guī)定。,18,式中：,,,h,,,,,相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準組合時，作用于基礎(chǔ)頂面的水平 荷載值； 偏心距； 方形基礎(chǔ)和底面邊長比小于或等于1.1的矩形基礎(chǔ)x 方向的底面邊長； 方形基礎(chǔ)和底面邊長比小于或等于1.1的矩形基礎(chǔ)y 方向的底面邊長；

15、 基礎(chǔ)的高度； 偏心荷載合力作用點至eb一側(cè)x方向基礎(chǔ)邊緣的距離； 偏心荷載合力作用點至el一側(cè)y方向基礎(chǔ)邊緣的距離； 偏心距在x方向的投影長度； 偏心距在y方向的投影長度。,19,塔機傾覆力矩按塔身截面對角線作用最大，此時基礎(chǔ)底面的抵抗矩W最小，故荷載效應(yīng)最不利。 基礎(chǔ)底面允許部分脫開地基土的面積不應(yīng)大于底面全面積的1/4，可通過控制偏心距符合本條規(guī)定的要求：對矩形基礎(chǔ)偏心距e不大于b/4；對方形基礎(chǔ)和底面邊長比小于或等于1.1的矩形基礎(chǔ)偏心距e不大于0.21b（傾覆力矩沿塔身截面的對角線作用）。,20,4.2 板式和十字形基礎(chǔ),圖4.2.1-（a）塔機的板式基礎(chǔ),圖4.2.1-（b）塔機的

16、十字形基礎(chǔ)（加配重）,21,4.2.1 構(gòu)造要求 1. 基礎(chǔ)高度應(yīng)滿足塔機預(yù)埋件的抗拔要求，且不宜小于1000mm，不宜采用坡形或臺階形截面的基礎(chǔ)。 2. 基礎(chǔ)的混凝土強度等級不應(yīng)低于C25。 3. 基礎(chǔ)配筋應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010的有關(guān)構(gòu)造規(guī)定（含最小配筋率0.15%）。板式基礎(chǔ)應(yīng)在基礎(chǔ)表層和底層配置直徑不小于12mm、間距不大于200mm的鋼筋，且上、下層主筋應(yīng)用間距不大于500mm的豎向構(gòu)造鋼筋連接；十字形基礎(chǔ)主筋應(yīng)按梁式配筋，主筋直徑不小于12mm，箍筋直徑不小于8mm且間距不大于200mm，側(cè)向構(gòu)造縱筋的直徑不小于10mm且間距不大于200mm。板式和十字形

17、基礎(chǔ)架立筋的截面積不宜小于受力筋截面積的一半。 4. 預(yù)埋于基礎(chǔ)中的塔機基礎(chǔ)節(jié)錨栓或預(yù)埋節(jié)，應(yīng)符合塔機使用說明書規(guī)定的構(gòu)造要求，并應(yīng)有支盤式錨固措施。,22,5. 十字形基礎(chǔ)的節(jié)點處應(yīng)采用加腋構(gòu)造，有利于基礎(chǔ)的穩(wěn)定和避免應(yīng)力集中。,,基礎(chǔ)節(jié),斜撐,錨栓,,圖4.2.1-（c） 塔機基礎(chǔ)節(jié)形式,圖4.2.1-（d）塔機預(yù)埋節(jié)形式,預(yù)埋節(jié),23,4.2.2 基礎(chǔ)計算 1.基礎(chǔ)的配筋應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010的有關(guān)規(guī)定進行受彎、受剪計算。 考慮一般塔機基礎(chǔ)所受的扭矩 較小，例如QTZ63塔機的 等于228kNm，QTZ80塔機的 等于305kNm，ZJ6012塔機的 等于350

18、kNm，ZJ7030塔機的等于660kNm，遠小于混凝土基礎(chǔ)1/4的開裂扭矩T；對方形基礎(chǔ)長5m、寬5m、高1.2m，且混凝土強度等級為C25時，T為7880kNm。故簡化設(shè)計中可不考慮扭矩的作用。 當(dāng)塔機基礎(chǔ)節(jié)設(shè)有斜撐時，可簡化為無斜撐計算，但基礎(chǔ)鋼筋宜按對稱式配置正負彎矩筋。本節(jié)所列公式中的荷載不包括基礎(chǔ)及其上土的自重。凈反力是指扣除基礎(chǔ)及其上土自重后傳至基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力。,,24,2.計算板式基礎(chǔ)強度時，將塔機作用于基礎(chǔ)的4根立柱所包圍的面積作為塔身柱截面，計算受彎、受剪的最危險截面取柱邊緣處（圖4.2.2）?；變舴戳Σ捎冒词剑?.2.2）求得的基底平均壓力設(shè)計值P：,,（4.2.2）

19、,,圖4.2.2 板式基礎(chǔ)基底壓力示意圖,25,塔機的塔身是立體桁架式鋼結(jié)構(gòu)，力的作用機理和結(jié)構(gòu)構(gòu)造類同于格構(gòu)式鋼柱，故規(guī)定了塔機的4根立柱所包圍的面積作為塔身柱截面。 傾覆力矩設(shè)計值M按基礎(chǔ)主軸x、y方向分別作用，計算基底壓力，再計算基礎(chǔ)的內(nèi)力、配筋。按公式（4.2.2）計算出塔機的塔身柱邊基礎(chǔ)截面的內(nèi)力彎矩與精確計算值相比，誤差一般在5%內(nèi)。 3.計算十字形基礎(chǔ)時，傾覆力矩設(shè)計值M和水平荷載設(shè)計值FV按其中任一條形基礎(chǔ)縱向作用計算，豎向荷載設(shè)計值F仍由全部基礎(chǔ)承受。,式中：Pmax按本規(guī)程第4.1節(jié)規(guī)定且采用荷載效應(yīng)基本組合計算的基 底邊緣的最大壓力值； P1按本規(guī)程第4.1

20、節(jié)規(guī)定且采用荷載效應(yīng)基本組合計算的塔 機立柱邊的基底壓力值。,26,4.3 樁基礎(chǔ) 4.3.1 構(gòu)造要求 1. 樁基構(gòu)造應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94的規(guī)定。預(yù)埋件應(yīng)按塔機使用說明書布置。 2. 基樁應(yīng)按計算和構(gòu)造要求配置鋼筋。縱向鋼筋的最小配筋率，分別對灌注樁、預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作了規(guī)定?？v向鋼筋最少根數(shù)和長度及保護層厚度作了規(guī)定，箍筋的構(gòu)造要求也作了規(guī)定。 3. 承臺宜采用截面高度不變的矩形板式或十字形梁式，截面高度不宜小于1000mm，且應(yīng)滿足塔機使用說明書的要求?；鶚兑司鶆?qū)ΨQ布置，且不宜少于4根，以滿足塔機任意方向傾覆力矩的作用。邊樁中心至承臺邊緣的最小

21、距離作了規(guī)定。,27,4. 板式承臺基礎(chǔ)上、下面均應(yīng)根據(jù)計算或構(gòu)造要求配筋，鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm，間距不應(yīng)大于200mm，上、下層鋼筋之間應(yīng)設(shè)置豎向架立筋，宜沿對角線配置樁頂暗梁，塔機基礎(chǔ)節(jié)的立柱應(yīng)位于暗梁上。十字形承臺應(yīng)按兩個方向的梁分別配筋，承受正、負彎矩的主筋應(yīng)按計算配置，箍筋不宜小于8，間距不宜大于200mm。 5. 基樁主筋伸入承臺基礎(chǔ)的錨固長度應(yīng)不小于35d（主筋直徑），對于抗拔樁，樁頂主筋的錨固長度應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010確定。對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和鋼管樁，宜采用植于樁芯混凝土中不少于620的主筋錨入承臺基礎(chǔ)，樁芯混凝土長度不應(yīng)小于2倍樁徑，且不應(yīng)小于1

22、000mm。 4.3.2 樁基計算 1. 樁頂作用效應(yīng)，應(yīng)取沿矩形或方形承臺對角線方向（即塔機塔身截面的對角線方向?qū)俸奢d效應(yīng)最危險方向）的傾覆力矩和水平荷載及豎向荷載進行計算，以角樁的受壓或受拔為最不利。當(dāng)采用十字形承臺時，傾覆力矩和水平荷載的作用宜取其中任一條形承臺按其縱向作用進行計算，豎向荷載按全部基樁承受進行計算。,28,2. 基樁的樁頂作用效應(yīng)應(yīng)按下列公式計算：,1） 軸心豎向力作用下：,,（4.3.2-1）,2） 偏心豎向力作用下：,,,（4.3.2-2）,（4.3.2-3）,29,荷載效應(yīng)標(biāo)準組合軸心豎向力作用下，基樁的平均豎向力； 荷載效應(yīng)標(biāo)準組合偏心豎向力作用下，角樁的最大豎向

23、力； 荷載效應(yīng)標(biāo)準組合偏心豎向力作用下，角樁的最小豎向力； 荷載效應(yīng)標(biāo)準組合時，作用于樁基承臺頂面的豎向力； 樁基承臺及其上土的自重標(biāo)準值，水下部分按浮重度計； 樁基中的樁數(shù)； 荷載效應(yīng)標(biāo)準組合時，沿矩形或方形承臺的對角線方向、或沿 十字型承臺中任一條形承臺縱向作用于承臺頂面的力矩； 荷載效應(yīng)標(biāo)準組合時，塔機作用于承臺頂面的水平力； 承臺的高度； 矩形承臺對角線或十字型承臺中任一條形承臺兩端基樁的軸線 距離。 樁基豎向承載力、單樁豎向承載力特征值、樁的抗拔承載力、樁身抗壓或抗拔承載力等計算公式均同現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94，此處不作詳細解析。,,式中：,,,,,,,,,,30,

24、4.3.3 承臺計算 受彎及受剪計算 1. 樁基承臺應(yīng)進行受彎、受剪承載力計算，將塔機作用于承臺的4根塔身立柱所包圍的面積作為柱截面，承臺彎矩、剪力應(yīng)按本規(guī)程第6.4.2條至6.4.3條規(guī)定計算，受彎、受剪承載力和配筋應(yīng)按現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010的規(guī)定進行計算。 2. 多樁矩形承臺彎矩的計算截面取在塔機基礎(chǔ)節(jié)塔身柱邊，彎矩可按下列公式計算：,,,（4.3.31）,（4.3.32）,31,式中：Mx、My分別為繞x軸、y軸方向計算截面處的彎矩設(shè)計值； xi、yi分別為垂直y軸、x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計算截面的距離； Ni不計承臺自重及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下的第i樁

25、 的豎向反力設(shè)計值。,,圖4.3.3-1 承臺彎矩計算示意,32,3. 對于十字形梁式承臺和板式承臺中暗梁的彎矩與剪力計算，可視基樁為不動鉸支座，按簡支梁或連續(xù)梁計算（圖4.3.3-2、4.3.3-3），傾覆力矩設(shè)計值M按其中任一梁縱向作用，豎向荷載設(shè)計值F仍由全部基礎(chǔ)承受。連續(xù)梁宜對稱配置承受正、負彎矩的主筋；簡支梁架立筋的截面積不宜小于受力筋截面積的一半。暗梁計算截面的寬度應(yīng)不小于樁徑。,,圖4.3.3-2 板式承臺暗梁平面圖,暗梁,33,塔機塔身截面對角線上兩立柱對基礎(chǔ)的集中荷載設(shè)計值Fmax、min可按下式計算。,,,圖4.3.3-3 暗梁（1-1截面）計算簡圖,,（4.3.3

26、-3）,式中：F塔機荷載效應(yīng)基本組合時作用于基礎(chǔ)頂?shù)呢Q向荷載； M塔機荷載效應(yīng)基本組合時作用于基礎(chǔ)頂?shù)膬A覆力矩； L1塔機塔身截面對角線上兩立柱軸線間的距離。,34, 受沖切計算 1. 由于塔機基礎(chǔ)節(jié)或預(yù)埋節(jié)有支盤式或橫腹桿的特殊構(gòu)造，故在承臺厚度滿足本規(guī)程的構(gòu)造要求和塔機使用說明書的要求下，塔機立柱對承臺的沖切可不驗算。 2. 塔機的傾覆力矩沿矩形或方形承臺的對角線方向作用時，角樁的樁頂作用力最大，且沖切破壞錐體的側(cè)面積最小，故本規(guī)程規(guī)定了承臺受角樁沖切的承載力計算公式。為簡化計算，將塔機基礎(chǔ)節(jié)的4根塔身立柱所包圍的面積作為塔身柱截面。 對位于塔機塔身柱沖切破壞錐體以外的基樁，承臺受角樁

27、沖切的承載力可按下式計算（圖4.3.3-4）：,,35,,,,圖4.3.3-4 承臺角樁沖切計算示意,36,荷載效應(yīng)基本組合時，不計承臺及其上土重的角樁樁頂?shù)? 豎向力設(shè)計值； 角樁沖切系數(shù)； 角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣的水平距離； 從承臺底角樁頂內(nèi)邊緣引45沖切線與承臺頂面相交點至 角樁內(nèi)邊緣的水平距離；當(dāng)塔機塔身柱邊位于該45線以 內(nèi)時，則取由塔機塔身柱邊與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的 錐線；,式中：,,,,,（4.3.34）,（4.3.35）,（4.3.36）,37,當(dāng)角樁軸線位于塔機塔身柱沖切破壞錐體以內(nèi)時，且承臺高度符合構(gòu)造要求，可不進行承臺受角樁沖切的承載力計算。,承臺受沖切承載力截

28、面高度影響系數(shù)，當(dāng)h800mm時， 取1.0; h2000mm時， 取0.9；其間按線性內(nèi)插法取值； 承臺混凝土抗拉強度設(shè)計值； 承臺外邊緣的有效高度； 角樁沖跨比，其值應(yīng)滿足0.251.0， ， 。,,,,,,,,,38,4.4 組合式基礎(chǔ) 組合式基礎(chǔ)由混凝土承臺或型鋼平臺、格構(gòu)式鋼柱或鋼管柱及灌注樁或鋼管樁等組成（圖4.4.1-（a））。,,,圖4.4.1-（a） 組合式基礎(chǔ)立面示意圖,39,圖4.4.1-（b） 型鋼平臺組合式基礎(chǔ),圖4.4.1-（c） 無平臺組合式基礎(chǔ),40,4.4.1 構(gòu)造要求 1.格構(gòu)式304不銹鋼板鋼柱的布置應(yīng)與下端的基樁軸線重合且宜采用焊接四肢組合式對稱構(gòu)

29、件，截面輪廓尺寸不宜小于400mm400mm，分肢宜采用等邊角鋼，且不宜小于L90mm8mm；綴件宜采用綴板式，也可采用綴條（角鋼）式。格構(gòu)式鋼柱伸入承臺的長度不宜低于承臺厚度的中心。 2.灌注樁的構(gòu)造應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94的規(guī)定，其截面尺寸應(yīng)滿足格構(gòu)式鋼柱插入基樁鋼筋籠的要求。灌注樁在格構(gòu)式鋼柱插入部位的箍筋應(yīng)加密，間距不應(yīng)大于100mm。 3.格構(gòu)式鋼柱上端伸入混凝土承臺的錨固長度應(yīng)滿足抗拔要求。下端伸入灌注樁的錨固長度不宜小于2.0m，且應(yīng)與基樁縱筋焊接。 4.隨著基坑土方的分層開挖，應(yīng)在格構(gòu)式鋼柱外側(cè)四周及時設(shè)置型鋼支撐，將各格構(gòu)式鋼柱連接為整體（圖4.4.1）。

30、型鋼支撐的截面積不宜小于格構(gòu)式鋼柱分肢的截面積。當(dāng)格構(gòu)式鋼柱的計算高度（H0）超過8m時，宜設(shè)置水平型鋼剪刀撐，其豎向間距不宜超過6m，其構(gòu)造要求同豎向型鋼支撐。設(shè)置豎向和水平向型鋼支撐有利于抗塔機回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩。,41,4.4.2 組合式基礎(chǔ)計算 1. 格構(gòu)式鋼柱應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計，并應(yīng)符合下列公式規(guī)定： 1）格構(gòu)式鋼柱受壓整體穩(wěn)定性應(yīng)符合下式要求：,（4.4.21）,格構(gòu)式鋼柱單柱最大軸心受壓力設(shè)計值，應(yīng)按本規(guī)程第 6.3節(jié)規(guī)定且取荷載效應(yīng)的基本組合值計算； 構(gòu)件毛截面面積，即分肢毛截面面積之和； 鋼材抗拉、抗壓強度設(shè)計值； 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的換算長細比 和鋼材屈

31、服強度按現(xiàn)行國家標(biāo)準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50017-2003 的規(guī)定：按b類截面查表C-2取用。,式中：,,,,,,42,2）格構(gòu)式鋼柱的換算長細比應(yīng)符合下式要求：,（4.4.22）,格構(gòu)式鋼柱繞兩主軸x、y的換算長細比中大值 （圖4.4.2）； 軸心受壓構(gòu)件允許長細比，取150。,式中：,,,圖4.4.2 格構(gòu)式組合構(gòu)件截面,,,43,,3）格構(gòu)式鋼柱分肢的長細比應(yīng)符合下列公式要求：,當(dāng)綴件為綴板時：,，且,,當(dāng)綴件為綴條時：,,（4.4.23）,（4.4.24）,格構(gòu)式鋼柱分肢對最小剛度軸1-1的長細比（圖4.4.2）， 其計算長度應(yīng)取兩綴板間或橫綴條間的凈距離。,式中：,,44,4）

32、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件換算長細比 的計算詳見現(xiàn)行國家標(biāo)準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017。其中格構(gòu)式鋼柱構(gòu)件的長細比（ 、 ）計算公式中的計算長度H。規(guī)定為承臺厚度中心至格構(gòu)式鋼柱底端。,,,,2. 綴件所受剪力應(yīng)按下式計算：,,（4.4.25）,,,為格構(gòu)式鋼柱四肢的毛截面面積之和， 鋼材的抗拉、抗壓強度設(shè)計值； 鋼材的強度標(biāo)準值（屈服強度）。,式中：,,,,剪力V值可認為沿構(gòu)件全長不變，此剪力應(yīng)由構(gòu)件兩側(cè)承受該剪力的綴件面平均分擔(dān)。,45,3. 綴件設(shè)計應(yīng)符合下列公式要求（圖4.4.2-1、4.4.2-2）：,圖4.4.2-1綴板式格構(gòu)式鋼柱立面示意,圖4.4.2-2 綴條式格構(gòu)式鋼柱立面示意,4

33、6,1） 綴板按受彎構(gòu)件設(shè)計，彎矩和剪力值按下式計算：,,（4.4.36）,,（4.4.37）,2） 斜綴條按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計，軸向壓力值按下式計算：,,（4.4.38）,單個綴板承受的彎矩； 單個綴板承受的剪力； 單個斜綴條承受的軸向壓力； 分肢型鋼形心軸之間的距離； 格構(gòu)式鋼柱的一個節(jié)間長度，即相鄰綴板軸線距離； 斜綴條和水平面的夾角。,式中：,,,,,,,,47,5、規(guī)程的重點施工管理內(nèi)容,5.1 基礎(chǔ)的鋼筋綁扎和預(yù)埋件安裝后，應(yīng)按設(shè)計要求檢查驗收，合格后方可澆搗混凝土，澆搗中不得碰撞、移位鋼筋或預(yù)埋件，混凝土澆筑后應(yīng)及時保濕養(yǎng)護。基礎(chǔ)四周應(yīng)回填土方并夯實，基礎(chǔ)頂面一般不回填土方以方便拆

34、除塔機。,圖5.1-1 塔基預(yù)埋錨栓的定位架,5.1-2 塔機基礎(chǔ)節(jié)和錨栓的連接,48,5.2 基礎(chǔ)的鋼筋綁扎后，應(yīng)作隱蔽工程驗收，包括塔機基礎(chǔ)節(jié)的預(yù)埋件或預(yù)埋節(jié)，驗收合格后方可澆筑混凝土。 5.3 安裝塔機時基礎(chǔ)混凝土應(yīng)達到80%以上設(shè)計強度，塔機運行使用時基礎(chǔ)混凝土應(yīng)達到100%設(shè)計強度。 5.4 吊裝組合式基礎(chǔ)的格構(gòu)式鋼柱時，和灌注樁鋼筋籠焊接后沉入，垂直度和上端偏位值容易疏忽失去控制，故作出垂直度和上端偏位值允許偏差的規(guī)定。 5.5 二手挖掘機對基坑開挖中應(yīng)保護好組合式基礎(chǔ)的格構(gòu)式鋼柱，開挖到設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)立即澆筑工程混凝土基礎(chǔ)的墊層，宜在組合式基礎(chǔ)的混凝土承臺投影范圍加厚墊層并摻入早

35、強劑。格構(gòu)式鋼柱在底板厚度的中央位置，應(yīng)在分肢型鋼上焊接止水鋼板。,49,圖5.5 基坑中塔機的組合式基礎(chǔ),50,5.6 灌注樁施工過程中應(yīng)進行下列檢驗： 5.6.1 灌注混凝土前，應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94的規(guī)定，對已成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度、孔底沉渣厚度進行檢驗； 5.6.2 應(yīng)對鋼筋籠安放的實際位置等進行檢查，并填寫相應(yīng)質(zhì)量檢測、檢查記錄。 5.7 基礎(chǔ)尺寸的允許偏差應(yīng)符合本規(guī)程的規(guī)定。 5.8 地基基礎(chǔ)其他施工質(zhì)量驗收的規(guī)定詳見行業(yè)標(biāo)準塔式起重機混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程JGJ/T187，此處不再詳述。,51,6、塔機風(fēng)荷載計算,6.1.1 垂直于塔機表面上的風(fēng)荷

36、載標(biāo)準值WK，應(yīng)按下式計算：,,（6.1-1）,式中0.8為風(fēng)壓修正系數(shù)。一般塔機在單位工程上的使用時間為23年，按30年一遇的基本風(fēng)壓計算已屬安全（國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130規(guī)定按30年一遇的基本風(fēng)壓計算，且乘以0.7修正系數(shù)。）本規(guī)程取50年一遇的基本風(fēng)壓w0，同時考慮風(fēng)荷載的風(fēng)振動力作用傳至基礎(chǔ)時將會削弱，故此對風(fēng)壓折減修正。為便于風(fēng)荷載計算，,6.1 風(fēng)荷載標(biāo)準值計算,52,本規(guī)程的附錄A對風(fēng)荷載的各項系數(shù)以表格形式列出查用。,風(fēng)振系數(shù)； 風(fēng)荷載體型系數(shù)； 風(fēng)壓等效高度變化系數(shù)； 基本風(fēng)壓（kN/m2）。,,,,,6.1.2 塔機的風(fēng)振系數(shù) 根據(jù)基

37、本風(fēng)壓w0和塔機的計算高度H及地面粗糙度類別查本規(guī)程附錄A表A.1.2即可得。 6.1.3 風(fēng)荷載體型系數(shù) 按本規(guī)程附錄A第A.1.3規(guī)定，當(dāng)塔身為型鋼或方鋼管桿件時體型系數(shù)取1.95；當(dāng)塔身為圓鋼管桿件時體型系數(shù)根據(jù)基本風(fēng)壓w0和風(fēng)壓等效高度變化系數(shù) 查本規(guī)程附錄表A.1.3即可得。 6.1.4 風(fēng)壓等效高度變化系數(shù) ，根據(jù)塔機的計算高度H和地面粗糙度類別查本規(guī)程附錄A表A.1.4即可得。附表A.1.4系根據(jù)風(fēng)荷載作用于基礎(chǔ)頂面的荷載效應(yīng)相等的原則，列出相應(yīng)的表格查取風(fēng)壓等效高度變化系數(shù) 。,53,,圖6.1.4-1 考慮高度變化 系數(shù)的實際風(fēng)壓圖,圖6.1.4-2 簡化高度變化 系

38、數(shù)的等效風(fēng)壓圖,荷載效應(yīng)相等原則就是，根據(jù)塔機的實際風(fēng)壓圖（圖6.1.4-1）計算出作用于基礎(chǔ)頂面的合力和力矩，與根據(jù)簡化的塔機等效風(fēng)壓圖（圖6.1.4-2）計算出作用于基礎(chǔ)頂面的合力和力矩分別相等。本規(guī)程附錄A列出風(fēng)壓等效高度變化系數(shù) 方便計算。,54,6.2 獨立塔機工作狀態(tài)時風(fēng)荷載計算 6.2.1 工作狀態(tài)時塔機風(fēng)荷載的等效均布線荷載標(biāo)準值按下列公式計算：,,（6.2.11）,（6.2.12）,,塔機工作狀態(tài)時，風(fēng)荷載的等效均布線荷載標(biāo)準值（kN/m）； 塔機工作狀態(tài)時，基本風(fēng)壓值取0.20 kN/m2； 塔身單片桁架結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面積（m2）； 塔身前后片桁架的平均充實率； 塔身桁架結(jié)構(gòu)寬

39、度（m）； 塔機獨立狀態(tài)下計算高度（m）。,,,,式中：,,,,,,,55,6.2.2 工作狀態(tài)時，作用在塔機上風(fēng)荷載的水平合力標(biāo)準值應(yīng)按下式計算：,（6.2.13）,6.2.3 工作狀態(tài)時，作用在基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載的力矩標(biāo)準值按下式計算：,（6.2.14）,Fsk作用在塔機上風(fēng)荷載的水平合力標(biāo)準值（kN）。,Msk風(fēng)荷載作用在基礎(chǔ)頂面的力矩標(biāo)準值（kN m），應(yīng)按起重力矩同方向計算。,56,6.3 獨立塔機非工作狀態(tài)時風(fēng)荷載計算 6.3.1 非工作狀態(tài)時塔機風(fēng)荷載的等效均布線荷載標(biāo)準值按下列公式計算：,（6.3.11）,（6.3.12）,非工作狀態(tài)時，風(fēng)荷載的等效均布線荷載標(biāo)準值（kN/m）；

40、非工作狀態(tài)時，風(fēng)荷載標(biāo)準值（kN/m2）； 非工作狀態(tài)時的基本風(fēng)壓（kN/m2），應(yīng)按當(dāng)?shù)?0年一遇的 風(fēng)壓取用，且不小于0.35 kN/m2。,式中：,,,,57,,,6.3.2 非工作狀態(tài)時，作用在塔機上風(fēng)荷載的水平合力標(biāo)準值按下式計算：,,（6.3.2）,6.3.3 非工作狀態(tài)時，風(fēng)荷載作用在基礎(chǔ)頂面上的力矩標(biāo)準值按下式計算：,,（6.3.3）,風(fēng)荷載作用在基礎(chǔ)頂面上的力矩標(biāo)準值（ kN m），應(yīng)按從平衡臂吹向起重臂計算 。,6.3.4 風(fēng)向系數(shù) 當(dāng)風(fēng)沿著塔機塔身方形截面對角線方向吹時，風(fēng)荷載應(yīng)乘以風(fēng)向系數(shù) ，即 取為風(fēng)向著方形截面任一邊作用時的1.2倍。,,非工作狀態(tài)時，作用在塔機上

41、風(fēng)荷載的水平合力標(biāo)準值（kN）。,,,58,7、塔機樁基礎(chǔ)計算實例,7.1 塔機及樁基概況 7.1.1 塔機概況 根據(jù)工程實況，采用塔機型號為QTZ60，塔身為方鋼管桁架結(jié)構(gòu)，塔身桁架結(jié)構(gòu)寬度為1.6m，最大起重量為6t，最大起重力矩為69tm，最大吊物幅度50m，結(jié)構(gòu)充實率0.35，獨立狀態(tài)塔機最大起吊高度40m，塔機計算高度43m（取至錐形塔帽的一半高度），現(xiàn)場為B類地面粗糙度。塔機以獨立狀態(tài)計算，分工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)兩種工況分別進行基礎(chǔ)的受力分析。,59,7.1.2 樁基概況 根據(jù)現(xiàn)場的巖土工程勘察報告和工程樁的選型，塔基的基樁選用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁PC-AB550(100)-11

42、.10.9a，樁身的混凝土強度等級為C60，樁端持力層為可塑狀態(tài)的粉質(zhì)粘土，單樁豎向承載力特征值750kN，單樁豎向抗拔承載力特征值550kN，承臺尺寸blh=480048001250mm，承臺埋置深度為1.5m，承臺頂面不覆土。塔機工作地點為深圳市，在豐水期的地下水位為自然地面下1m，樁基礎(chǔ)平面示意圖及AA剖面圖如下：,60,,,暗梁,暗梁,圖7.1.2 樁基平面示意圖及AA剖面圖,61,7.2 樁基所受荷載的計算分析 7.2.1 塔機豎向荷載,,圖7.2.1 QTZ60塔機豎向荷載簡圖,62,塔機QTZ60的豎向荷載簡圖如圖7.2.1。圖中各參數(shù)摘自浙江建機集團生產(chǎn)的QTZ60塔機使用說明

43、書。各種型號規(guī)格的塔機荷載簡圖應(yīng)按實畫出并計算。,塔身自重； 起重臂自重； 小車和吊鉤自重； 平衡臂自重； 平衡塊自重； 最大起重荷載； 最小起重荷載； 塔機各分部重心至塔身中心的距離； 最大或最小起重荷載至塔身中心相應(yīng)的最大距離。,圖中：,,,,,,,,,,63, 塔機所受風(fēng)均布線荷載標(biāo)準值（ ）,7.2.2 基礎(chǔ)荷載組合,1. 自重荷載及起重荷載,1） 塔機自重標(biāo)準值,,2） 基礎(chǔ)自重標(biāo)準值,豐水期：,,3） 起重荷載標(biāo)準值,,2. 風(fēng)荷載計算 1） 工作狀態(tài)下塔機塔身截面對角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準值（見本規(guī)程附錄A）,,64,2）非工作狀態(tài)下塔機塔身截面對角線方向所受風(fēng)荷載

44、標(biāo)準值（見本規(guī)程附錄A） 塔機所受風(fēng)線荷載標(biāo)準值（深圳市 ）, 塔機所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準值, 基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準值,,,,, 塔機所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準值,, 基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準值,,65,2） 最大起重荷載產(chǎn)生最大向前力矩標(biāo)準值（ 較 產(chǎn)生的力矩大）,3. 塔機的傾覆力矩 塔機自身產(chǎn)生的傾覆力矩，向前（起重臂方向）為正，向后為負。,1） 大臂自重產(chǎn)生的向前力矩標(biāo)準值,,,3） 小車位于上述位置時的向前力矩標(biāo)準值,,4） 平衡臂產(chǎn)生的向后力矩標(biāo)準值,,5） 平衡重產(chǎn)生的向后力矩標(biāo)準值,,66,4. 綜合分析、計算,1） 工作狀態(tài)下塔機對基礎(chǔ)頂面的作用,

45、 標(biāo)準組合的傾覆力矩標(biāo)準值,,, 水平荷載標(biāo)準值,, 豎向荷載標(biāo)準值,塔機自重：,,基礎(chǔ)自重：,,起重荷載：,,,2） 非工作狀態(tài)下塔機對基礎(chǔ)頂面的作用,67, 標(biāo)準組合的傾覆力矩標(biāo)準值,,無起重荷載，小車收攏于塔身邊，故沒有力矩M2、M3。, 水平荷載標(biāo)準值,, 豎向荷載標(biāo)準值,塔機自重：,,基礎(chǔ)自重：,,,根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001（2006年版）第3.2.4條規(guī)定，工作狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合標(biāo)準值（SK）按下式計算：,,68,式中： 按永久荷載標(biāo)準值計算的荷載效應(yīng)值。 按可變荷載標(biāo)準值計算的荷載效應(yīng)值。,,,比較上述兩種工況的計算，可知本例塔機在非工作狀態(tài)時

46、對基礎(chǔ)傳遞的傾覆力矩最大，故應(yīng)按非工作狀態(tài)的荷載組合進行地基基礎(chǔ)設(shè)計。控制工況下（非工作狀態(tài)）的傾覆力矩標(biāo)準值小于塔機制造商的“塔式起重機使用說明書”中所提供值，原因是塔機制造商的提供值系按現(xiàn)行國家標(biāo)準塔式起重機設(shè)計規(guī)范GB/T13754規(guī)定的基本風(fēng)壓0.80kN/m2（離地面高度20m以下）、1.10 kN/m2（離地面高度20m以上）計算。若塔機現(xiàn)場的基本風(fēng)壓不小于1.00kN/m2，按本規(guī)程規(guī)定進行計算的結(jié)果，傾覆力矩標(biāo)準值大于塔機制造商的“塔式起重機使用說明書”中所提供值。,69,7.3 樁基礎(chǔ)設(shè)計,7.3.1 基樁承載力驗算,傾覆力矩按最不利的對角線方向作用。,1. 基樁豎向承載力

47、驗算,取最不利的非工作狀態(tài)荷載進行驗算,1） 軸心豎向力作用下：,,,,70,2） 偏心豎向力作用下：,,,,,,,,為豎向拔力,,,基樁豎向承載力符合要求，按抗壓樁暨抗拔樁設(shè)計。,71,2. 樁身軸心受壓承載力驗算,荷載效應(yīng)基本組合下的樁頂軸向壓力設(shè)計值：,,查國家標(biāo)準圖集03SG409得：,先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁PC-AB550(100)-11.10.9a樁身結(jié)構(gòu)豎向 承載力設(shè)計值：,R=2700kN,,樁身軸心受壓承載力符合要求。,3. 樁身軸心受拔承載力驗算,荷載效應(yīng)基本組合下的樁頂軸向拉力設(shè)計值：,,,,72,樁身軸心受拔承載力符合要求，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的連接按國家標(biāo)準圖集03SG4

48、09等強度焊接，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁與承臺的連接應(yīng)符合本規(guī)程第6.2.6條規(guī)定。,7.3.2 樁基承臺計算 計算承臺受彎、受剪及受沖切承載力時，不計承臺及其上土自重。 1. 承臺受沖切驗算 角樁軸線位于塔機塔身柱的沖切破壞錐體以內(nèi)，且承臺高度符合構(gòu)造要求，故可不進行承臺受角樁沖切的承載力驗算。 2. 承臺暗梁配筋計算,承臺暗梁截面bh=6001250mm，混凝土強度等級為C25，鋼筋采用HRB335，混凝土保護層厚度為50mm（即預(yù)應(yīng)力管樁嵌入承臺的長度）。,1） 荷載計算,塔機塔身截面對角線上立桿的荷載設(shè)計值,,73,暗梁計算簡圖如下：,,圖8.3.2 暗梁計算簡圖,2） 受彎計算,

49、A、B支座反力為：,,（支座反力向下）；,,（支座反力向上）。,最大彎矩在截面2位置，彎矩設(shè)計值：,,根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002第7.2.1條規(guī)定，按強度等級為C25混凝土，鋼筋為HRB335的矩形截面單筋梁計算，配筋為：,74,,實配6 20，,,,，相差0.8%，符合要求。,3） 受剪計算,按現(xiàn)行國家標(biāo)準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002第7.5.7條、第10.2.910.2.11條規(guī)定設(shè)計。,最大剪力在B支座截面，剪力設(shè)計值：,,混凝土受剪承載力：,,式中計算截面的剪跨比：,,，取,,，符合最小配筋率的規(guī)定。,75,7.3.3 樁承臺配筋,1. 暗

50、梁配筋截面簡圖如下圖。,架立筋為 ，受力筋為 ，箍筋為8200（4肢箍）。,,,,圖7.3.3-1 暗梁截面配筋簡圖,箍筋按構(gòu)造要求進行配筋，8200（4肢箍）。,76,圖7.3.3-2 承臺截面配筋簡圖,2. 承臺基礎(chǔ)上下面均配鋼筋網(wǎng)12雙向200。,77,8、十字型基礎(chǔ)設(shè)計實例,8.1 塔機及地基基礎(chǔ)概況 8.1.1 塔機概況 根據(jù)工程實況，采用塔機型號為QTZ60，塔身為方無縫鋼管桁架結(jié)構(gòu)，塔身桁架結(jié)構(gòu)寬度為1.6m，最大起重量為6t，最大起重力矩為69tm，最大吊物幅度50m，結(jié)構(gòu)充實率0.35，獨立狀態(tài)塔機最大起吊高度40m，塔機計算高度43m（取至錐形塔帽的一半高度），

51、現(xiàn)場為B類地面粗糙度。塔機以獨立狀態(tài)計算，分工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)兩種工況分別進行基礎(chǔ)的受力分析。 8.1.2 地基基礎(chǔ)概況 根據(jù)現(xiàn)場的工程地質(zhì)勘察報告，持力層地基為可塑狀態(tài)的粉質(zhì)粘土，地基承載力特征值160kPa，重度19.3kN/m3，地下水位在自然地面下2m以下，且無軟弱下臥層，故采用天然地基上十字型基礎(chǔ)，其中任一條形基礎(chǔ)的尺寸為8500mm1100mm1250mm，節(jié)點加腋1000mm1000mm。基礎(chǔ)埋置深度為1.5m，基礎(chǔ)頂面不覆土。塔機工作地點為深圳市，塔機基礎(chǔ)示意圖如下：,78,,圖8.1.2 十字形基礎(chǔ)平面示意圖及A-A剖面圖,79,8.2 基礎(chǔ)所受荷載的計算分析,塔機QTZ6

52、0的豎向荷載簡圖如圖8.2。圖中各參數(shù)摘自浙江建機集團生產(chǎn)的QTZ60塔機的使用說明書。各種型號規(guī)格的塔機荷載簡圖應(yīng)按實畫出并計算。,圖8.2 QTZ60塔機豎向荷載簡圖,80,1） 塔機所受風(fēng)均布線荷載標(biāo)準值（ ）,8.2.1 自重荷載及起重荷載,1. 塔機自重標(biāo)準值,,2. 基礎(chǔ)自重標(biāo)準值,,3. 起重荷載標(biāo)準值,,,,,8.2.2 風(fēng)荷載計算 1. 工作狀態(tài)下塔機塔身截面對角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準值（見本規(guī)程附錄A）,81,2. 非工作狀態(tài)下塔機塔身截面對角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準值（見本規(guī)程附錄A） 1） 塔機所受風(fēng)線荷載標(biāo)準值（深圳市 ）,,2） 塔機所受風(fēng)

53、荷載水平合力標(biāo)準值,3） 基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準值,,,,,2） 塔機所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準值,,3） 基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準值,,82,2. 最大起重荷載產(chǎn)生最大向前力矩標(biāo)準值（ 較 產(chǎn)生的力矩大）,8.2.3 塔機的傾覆力矩 塔機自身產(chǎn)生的傾覆力矩，向前（起重臂方向）為正，向后為負。,1. 大臂自重產(chǎn)生的向前力矩標(biāo)準值,,,3. 小車位于上述位置時的向前力矩標(biāo)準值,,4. 平衡臂產(chǎn)生的向后力矩標(biāo)準值,,5. 平衡重產(chǎn)生的向后力矩標(biāo)準值,,83,8.2.4 綜合分析、計算,1. 工作狀態(tài)下塔機對基礎(chǔ)頂面的作用,1） 標(biāo)準組合的傾覆力矩標(biāo)準值,,,2） 水平荷載標(biāo)準值,,3）

54、豎向荷載標(biāo)準值,塔機自重：,,基礎(chǔ)自重：,,起重荷載：,,,2. 非工作狀態(tài)下塔機對基礎(chǔ)頂面的作用,84,1） 標(biāo)準組合的傾覆力矩標(biāo)準值,,無起重荷載，小車收攏于塔身邊，故沒有力矩M2、M3。,2） 水平荷載標(biāo)準值,,3） 豎向荷載標(biāo)準值,塔機自重：,,基礎(chǔ)自重：,,,根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001（2006年版）第3.2.4條規(guī)定，工作狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合標(biāo)準值SK按下式計算：,,85,式中： 按永久荷載標(biāo)準值計算的荷載效應(yīng)值。 按可變荷載標(biāo)準值計算的荷載效應(yīng)值。,,,3. 荷載比較分析 1） 比較上述兩種工況的計算，可知本例塔機在非工作狀態(tài)時對基礎(chǔ)傳遞的傾覆力

55、矩最大，故應(yīng)按非工作狀態(tài)的荷載組合進行地基基礎(chǔ)設(shè)計。 2） 控制工況下（非工作狀態(tài)）的傾覆力矩標(biāo)準值小于塔機制造商的“塔式起重機使用說明書”中所提供值，原因是塔機制造商的提供值系按現(xiàn)行國家標(biāo)準塔式起重機設(shè)計規(guī)范GB/T13754規(guī)定的基本風(fēng)壓0.80kN/m2（離地面高度20m以下）、1.10 kN/m2（離地面高度20m以上）計算。若塔機現(xiàn)場的基本風(fēng)壓不小于1.00kN/m2，按本規(guī)程規(guī)定進行計算的結(jié)果，傾覆力矩標(biāo)準值大于塔機制造商的“塔式起重機使用說明書”中所提供值。,86,8.3 塔機基礎(chǔ)設(shè)計 8.3.1 地基土承載力驗算 1. 計算修正后的地基承載力特征值 十字形混凝土基礎(chǔ)中條

56、形基礎(chǔ)平面尺寸及厚度為850011001250mm，基礎(chǔ)埋置深度為1.5m。地基承載力特征值為160kN/m2，按現(xiàn)行國家標(biāo)準建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB500072002第5.2.4條規(guī)定計算修正后的地基承載力特征值：,,2. 地基承載力驗算,按本規(guī)程4.1.2條規(guī)定，對十字型基礎(chǔ)，傾覆力矩由其中任一條形基礎(chǔ)承載，豎向荷載由全基礎(chǔ)承載。,條形加腋基礎(chǔ)的豎向荷載：,87,,,式中： A0 條形加腋基礎(chǔ)底面積，加腋面積按兩個等腰梯形計算； A 全基礎(chǔ)底面積。,由本規(guī)程的4.1.2條得,,,,,88,,地基承載力、偏心距符合要求。,8.3.2 基礎(chǔ)配筋計算,,1. 塔身柱邊截面基底壓力標(biāo)準值P1

57、,,圖8.3.2 基礎(chǔ)承臺配筋計算簡圖,89,2 . 基礎(chǔ)自重在基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的壓力標(biāo)準值,,3. 基底均布荷載設(shè)計值,,,式中： 荷載分項系數(shù)，取1.35，即考慮荷載效應(yīng)由標(biāo)準組合轉(zhuǎn)化為基本組合的簡化荷載系數(shù)。,,4. 1-1截面彎矩設(shè)計值M1,,90,5 . 基礎(chǔ)縱筋計算,根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500102002第7.2.1條規(guī)定，按強度等級為C25混凝土，鋼筋為HRB335的矩形截面（bh=1100mm 1250mm）單筋梁計算，配筋為：,,按本規(guī)程的5.2.3條規(guī)定，十字型混凝土基礎(chǔ)，上部配置6 16，下部配置 6 22，下部縱向?qū)嶋H配受力筋截面積為：As=2281mm2，符合要求。,6. 基礎(chǔ)箍筋計算,按現(xiàn)行國家標(biāo)準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500102002第7.5.3條、第10.2.9條、第10.2.11條設(shè)計：,1-1截面剪力設(shè)計值V1,,，符合最小配筋率的要求。,91,8.3.3 基礎(chǔ)配筋,,1. 基礎(chǔ)梁截面,圖8.3.3-1 十字型基礎(chǔ)截面配筋圖,基礎(chǔ)頂面縱筋配置為6 16鋼筋。 基礎(chǔ)加腋處，頂部與底部配置水平構(gòu)造筋 12200mm、豎向構(gòu)造箍筋8200，外側(cè)縱向筋 10200。,箍筋按構(gòu)造要求進行配筋，8200（4肢箍）。,92,2. 加腋截面,圖8.3.3-2 加腋截面配筋（B-B剖面）,93,PKPM施工軟件,