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塔吊基础知识设计计算塔式起重机方形独立基础的设计计算余世章余婷媛《内容提要》文章通过对天然基础的塔吊基础设计，详细论述整 个基础的设计过程，经济适用，安全可靠、结构合理，思路清晰，论 述精辟有据；在现场施工中，有着十分重要的指导意义关键词：塔机、偏心距、工况、一元三次方程、核心区、基底压 力一、 序言随着建筑业迅猛发展，塔式起重机（简称塔机）在建筑市场中是 必不可少的一项重要垂直运输机械设备；塔机基础设计，在建筑行业 中是属于重大危险源的范畴，正因为如此，塔机基础设计得到各使用 单位的高度重视；本人通过网络查阅过许多塔机基础设计方案，除采 用桩基外，塔基按独立基础所设计的方形基础，绝大部分都按厂家说 明书所提供的基础尺寸进行配筋，按规范设计计算的为数不多，厂家 所提供基础大小数据有些是不满足规范要求，而塔机基础配筋绝大多 数情况是配筋过大，浪费较为严重；厂家说明书所提供数据表明，地 基承载力特征值小的基础夕卜形尺寸就较大，承载力特征值较大，基础 尺寸就相应的小点，似乎看起来这种做法是正确的，其实并非如此塔机基础型式方形等截面最为普遍，下面通过一些规范限定的条 件，对方形截面独立基础规范化的设计，很有参考和实用价值。

下面 举例采用中联重科的塔吊类型进行论述和阐明二、 塔吊基础设计步骤2.1、 确定塔吊型号首先根据施工总平面图，根据建筑物外形尺寸（长、宽、高）、 及材料堆放场地和钢筋加工场地，根据塔机覆盖率情况，按塔机说明 书中的主要参数确定塔机型号2.2、 根据塔机型号确定荷载厂家说明书中都有荷载说明，按塔吊自由独立高度条件提供两组 数据（中联重科），一组为工作状态（工况）荷载，另一组为非工作 状态（非工况）荷载，确定出一组最不利的工况荷载2.3、 确定塔吊基础厚度h根据说明书中塔机安装说明，基础固定塔基及有两种形式，一种 是地脚螺栓，另一种是埋入固定支腿式；因此根据塔机地脚螺栓锚固 长度和支腿的埋深，可以确定塔机基础厚度h2.4、 基础夕卜形尺寸的确定根据荷载大小和基础厚度h，确定独立方形基础的边长尺寸2.5、 基础配筋计算求出内力进行基础配筋计算，并根据《规范》的构造要求进行配 筋和验算2.6、 基础冲切、螺杆（支腿）受拉或局部受压的验算三、方形独立基础尺寸的确定3.1方形基础宽度B的上限值根据上面塔机基础计算步骤可以看出，塔机基础尺寸的确定是方 形基础的计算关键利用偏心距限定条件，可求出基础最小截面尺寸。

根据偏心距荷载按标准组合）：对于偏心受压方形基础：当二GkFk Fvh Mk ++ZB/6时，基底压力呈梯形分布；当e=Gk Fk Fvh Mk + + ZB/6时，基底压力呈三角形分布；B为方形基础宽度，在基 础设计时，为了使基础截面尺寸不至于过大，造成不必要浪费，因此 可取上限值e >b/6;即：GkFk Fvh Mk + + >B/6 （1） 3.2方形基础宽度B的下限值由《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.5条第4款， 对于挡土墙大偏心受压构件，偏心距e

故可得：e=GkFk Fvh Mk + + 0.125bl (5) a x ---合力作用点至e x —侧基础边缘的距离，按(b/2-e x );a y ---合力作用点至e y —侧基础边缘的距离，按(b/2-e y );e x --- x方向的偏心距；按M kx /(F k +G k )e y --- y方向的偏心距;按M ky /(F k +G k )根据上式，对方形基础，取：e x =e y，即：M kx =M ky =M k/20.5=0.707M k由于 a x a y >0.125B 2 故有 a x =a y >0.354B从 a x =a y =(B/2-e x ) >0.354B 得出：e x =e y <0.146Be=( e x 2+e y 2)05 = 1.4142*0.146B=0.206B -B/5 (6)(c)双向偏心基底脱开时基地压力3.4方形基础宽度B的确定3.4.1方形基础宽度B的范围由(1)及(2 )式，得：B/6

3.4.2方形基础最小宽度B由于塔机倾覆力矩按塔身截面对角线作用最大，此时基础底面的 抵抗矩W最小，故荷载效应为最不利状态从(6)式可得：e=GkFk Fvh Mk + + <0.206B (9)由(9)可得一元三次方程，同理可以求出y值，此时y值就是宽度B的最小值这里 需要说明，为了简化计算，也便于记忆，我们可取e=B/5，此时y值与(7)的y平均值是不同的，这是因为它们 之间不是简单的线性关系基础底面允许部分脱开地基土的面积不应大于底面全面积的1/4 , 对矩形基础偏心距e 不大于b/4 ；对方形基础和底面边长比小于或等于 1.1的矩形基础偏心距e不大于0.206b (倾覆力矩沿塔身截面的对角 线作用)因此有：G k=Yhy2,将砼密度y=25,G k带入(7)式，可解出 y的取值范围根据上面解出y=B的取值范围，我们就可以很清晰看 出，基础尺寸变化范围，为了简化计算，也便于记忆，因此可取e=M k/(F k+G k) = B/5 , 直接解出y值，作为塔吊方形基础的宽度尺寸，然后取一整数；最后 进行承载力及配筋计算四、应用举例我们以中联重科生产Q ZT80(H6012-6A)的塔吊举例4.1、主要参数塔吊的自由高度为40.5米，塔身宽度1.6*1.6M，基础厚度 h = 1400mm,基础砼等级采用C35，垫层为100厚C15砼。