塔吊安全验算书

塔吊安全验算书一、塔吊基础验算一、参数信息塔吊型号：QTZ80塔机自重标准值：FK1=627.00KN起重荷载标准值：Fqk=60.00kN水平力：Fh=73.9kN；塔吊最大起重力矩：M=800.00kN.m柱作用于基础承台的竖向荷载：Nk=188.13kN塔吊计算高度：H=115m塔身宽度：B=1.60m承台混凝土等级：C35矩形承台边长：5.0m承台厚度：Hc=1.400m承台钢筋级别：HPB235桩混凝土等级：C35保护层厚度：50mm桩直径d=1.000m桩钢筋级别：HRB400桩入土深度：13.00m二、荷载计算1）塔机自重标准值Fk1=627kN2）起重荷载标准值Fqk=60kN3）塔机作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（Fk1+Fqk）=824.40kN柱作用于桩基承台顶面的竖向力N=1.2×Nk=225.76kN4）基础以及覆土自重Gk=1.2×（5.02+3.2×1.97）×25×1.4=1316.11kN5）最大压力：N=F+N+Gk=824.40+225.76+1316.11=2366.27kN6）塔吊的倾覆力矩M=1.4×800=1120.00kN.m三、承台计算1、塔吊基础承载力计算依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2条承载力计算。当不考虑附着时的基础设计值计算公式：Pmax=𝐹+𝐺+𝑁𝐴+𝑀𝑊，Pmin=𝐹+𝐺+𝑁𝐴−𝑀𝑊当考虑附着时的基础设计值计算公式P=𝐹+𝐺+𝑁𝐴当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式：Pmax=2（𝐹+𝐺+𝑁）3𝐵caF——塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载，F=824.40kN；N——柱作用于基础的竖向力，N=218.52KNG——基础自重与基础上面的土的自重，G=1316.11kNBc——基础底面的宽度，取Bc=5.00m；W——基础底面的抵抗矩，W=bh2/6=53/6=20.83m3；M1——塔吊倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4×800=1120.00kN.m；M2——柱作用于基础的弯矩，M=1.4*N*e1=1.4*218.52*0.3=91.78kN.m；A——基础底面积，A基础底面积=5.02+3.2×1.97=31.34m2a——合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：a=Bc/2-𝑀𝐹+𝐺a=5.00/2-1120.00/(824.40+1316.11)=1.98m。经过计算得到：无附着的最大压力设计值Pmax=(824.4+218.52+1316.11)/31.34+1120/20.83=122.04kPa无附着的最小压力设计值Pmin=(824.4+218.52+1316.11)/31.34-1120/20.83=14.50kPa有附着的压力设计值P-(824.4+218.52+1316.11)/31.34=68.27kPa偏心距较大时压力设计值Pkmax=2×(824.4+218.52+1316.11)/(3×5.00×1.98)=68.27kPa2.地基基础承载力验算地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.3.条。计算公式如下：fa=fak+ηbr(b-3)+ηdrm(d-0.5)fa——修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；fak——地基承载力特征值，取fak=180.00kN/m2；ηb——基础宽度地基承载力修正系数，取ηb=0.30；ηd——基础埋深地基承载力修正系数，取ηd=1.50；r——基础底面以下土的重度，取r=19.00kN/m3；rm——基础底面以上土的重度，取rm=18.50kN/m3；b——基础底面宽度，取b=5.00m；D——基础埋深度，取D=1.40m。解得地基承载力设计值fa1=180+0.3×19(5.00-3)+1.5×18.5×(1.4-0.5)-206.115kPa实际计算取的地基承载力设计值为：fa=247.34kPa“地基承载力设计值大于最大压力设计值122.04kPa，满足要求1”“地基承载力设计值大于偏心距较大时压力设计值68.2kPa，满足要求！”3.抗倾覆稳定性验算e=𝑀+𝐹h.h𝐹+𝑁+𝐺≤b4式中：e—偏心距，即桩反力的合力至承台中心的距离；M—作用在基础上的弯矩；F—塔机作用在基础上的垂直荷载；N—柱作用在基础上的垂直荷载；Fh—作用在基础上的水平荷载；G—钢筋混凝土基础的重力；h—基础的高度；b—基础底面的短边长度；e=1120+73.9×1.42366.27=0.52𝑚𝑏4=54=1.25m偏心距e不大于𝑏4，满足要求；4.受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.2.7条。验算公式如下：Ft≤0.7βhpf2amh0βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0，当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.95；ft——混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57kPa；am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：am=（at+ab）/2am=[1.6+(1.6+2×1.4)]/2=3.00m；h0——承台的有效高度，取h0=1.4-0.05=1.35m；Pj——最大压力设计值，取Pj=122.04kPa；F1——实际冲切承载力：F1=PjAiF1=122.04×[(5.00-4.4)2/4+1.97×3.2]=780.32kN。允许冲切力：0.7×0.95×1570.00×3.00×1.35=4228.40kN“实际冲切力小于允许冲切力设计值，所以能满足要求！”5.承台配筋计算（1）抗弯计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.2.7条。计算公式如下：M1——任意截面Ⅰ-Ⅰ处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；a1——任意截面Ⅰ-Ⅰ至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时，取a1=b即取a1=（5.00-1.6）/2=1.70m；Pmax——相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取113.53kN/m2；P——相应于荷载效应基本组合时在任意截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面地基反力设计值；a=1.6mP=122.04×（3X1.6-1.70）/3（3×1.6）=78.82kPaG——考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取1316.11kN/m2；1——基础宽度，取1=5.00m；a——塔身宽度，取a=1.6m；a’——截面Ⅰ-Ⅰ在基底的投影长度，取a’=1.6m。经过计算得M1=1.702×[（2×5.00+1.6）×（122.04+78.82-2×1316.11/5.002)+(122.04-78.82)×5.00]/12=285.00kN.m（2）配筋面积计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.7.2条。公式如下：a1——当混凝土强度不超过C50时，a1取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，取为0.94，期间按线性内插法确定，取a1=1.00；fc——混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.7kPa；fy——钢筋抗拉强度fy360N/mm2ho——承台的计算高度，ho=1.35m。as=285×106/（1.00×16.7×5000.00×(1350.00)2）=2.21X10-3；ξ=1-(1-2×2.21×10-3)0.5=2.21X10-3；rs=1-2.21/2X10-3=1.00；As=285×106（1.00×1350.00×360）=690.84mm2由于最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为：5.00×1000×1.4×1000×0。15%=10500.00mm2。本工程设计图纵横向配筋为Φ25@205（As=23563.2mm2），满足条件；四、桩身最大弯矩计算计算简图：1、按照m法计算桩身最大弯矩：计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条，并参与《桩基础的设计方法与施工技术》。（1）计算桩的水平变形系数a（1/m）：其中m——地基土水平抗力系数；bo——桩的计算宽度，bo=1.80mE——抗弯弹性模量，E=0.67Ec=21105.00N/mm2；Ⅰ——截面惯性矩，Ⅰ=0.05m4；经计算得到桩的水平变形系数：a=0.431/m（2）计算Dv：Dv=98.12/(0.43×1120)=0.203（3）由查表得：（4）计算Mmax：Mmax=MoKm经计算得到桩的最大弯矩值：Mmax=1120×1.01=1131.2kN.m。由Dv查表得：最大弯矩深度z=0.25/0.43=0.59m。五、桩配筋计算依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第7.3.8条。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：（1）偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：式中1o——桩的计算长度，取1=13.00m；h——截面高度，取h=1.00m；h0——截面有效高度，取ho=0.95m；ξ1——偏心受压构件的截面曲率修正系数：解得：ξ1=1.00A——构件的截面面积，取A=0.79m2；ξ2——构件长细比对截面曲率的影响系数，当1o/h15时，取1.0，否则按下式：解得：ξ1=1.00经计算偏心增大系数（2）偏心受压构件应符合下列规定：式中As——全部纵向钢筋的截面面积；r——圆形截面的半径，取r=0.50m；rs——纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=0.45m；eo——轴向压力对截面重心的偏心矩：eo=Mmax/F=1131.2/2366.27=0.48m；ea——附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中的较大者，ea=33.33mm；a——对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，取a=0.51；at——纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当a0.625时，取at=0：at=1.25-2a由一式，经计算解得：As=-2348.52mm2由二式，经计算解得：As=3335.29mm2由上两式计算结果：桩的配筋面积As=3335.29mm2。本工程设计图纵向配筋为12Φ12@2000，加密箍筋Φ8@100，加劲箍筋Φ8@200满足条件；六、桩竖向承载力验算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，Qk=2366.27kN桩基竖向承载力必须满足以下两式：单桩竖向承载力特征值按下式计算：其中Ra——单桩竖向承载力特征值；qsik——第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；qpa——桩端端阻力特征值，按下表取值；u——桩身的周长，u=3.14m；Ap——桩端面积，取Ap=0.79m2；1i——第i层土层的厚度，取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下：序号土层厚度(m)侧阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kpa)土名称13.1580——粉质粘土23.9150——圆砾31.7180——全风化砂砾岩41.8160——强风化砂砾岩55——9000中风化砂砾岩由于桩的入土深度为13m，所以桩端是在第5层土层。最大压力验算：Ra=3.14×(3.15×80+3.9×150+1.7×180+1.8×160+2.45×0)+9000×0.79=11564.21kN由于：Ra=11564.21QK=2366.27，所以满足要求！六、桩抗拔承载力验算桩抗拔承载力验算依据（建筑桩基础技术规范）JGJ94-2008第5.4.5条。桩抗拔承载力应满足下列要求：总极限抗拔侧阻力极限抗拔承载力式中Ugk——在桩抗拔极限承载力标准值；解得：Tsu=3.14*(80*0.7*3.15+150*0.6*1.7+160*0.6*1.8)=2775.13KNTa=2775.13/2+0.79*13*25=1644.32kN≧73.9KN，满足要求；二、塔吊附