浅谈塔式起重机板式基础设计
汪少波
（苏州中正建设工程有限公司）
【摘 要】： 板式塔式起重机基础作为最基本的基础形式被广泛应用于建设领域，几乎每个项目技术人员都会遇到板式塔吊基础的设计。本文对板式塔吊基础设计的规范及常见问题进行了分析，以期帮助技术人员更好的理解板式塔吊基础设计。
【关键词】：塔式起重机 板式基础
1引言
1.0.1 根据集团公司统计，近两年我们每年的塔吊安装台次近170余台，其中70%以上都采用了板式基础的形式，目前执行的主要规范依据为《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009，另外《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010、《高耸结构设计规范》GB50135-2006、《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-92都可以作为设计参考依据。
1.0.2 从技术部门对塔吊基础方案的审批反馈情况来看，方案的设计情况差异较大，过分依赖软件，对规范理解不够，考虑因素不全面，加之不同规范有不同的条文规定，因此本文对板式塔吊基础的设计参考规范及常见问题进行了分析，希望通过本文的分析，帮助技术人员更好理解目前几本发行的有效规范，在塔吊基础设计时能采用合理参数，使塔吊基础设计兼具安全与经济性。
1.0.3 板式塔吊基础的设计主要包含地基承载力特征值确定于修正、塔吊传递给基础的荷载、基础尺寸确定、板式基础偏心距、承载力验算及基础脱开面积校核、软弱下卧层验算、地基变形计算、地基稳定性计算、冲切验算与配筋计算。
1.0.4 本文的一些计算分析结论主要依据无锡巨神生产的QTZ5013塔式起重机参数，在同级别的塔式起重机中，无锡巨神QTZ5013塔吊说明书所提供的荷载参数偏大且最全面，具有代表性，这个级别的塔吊也是应用最广泛的塔式起重机。无锡巨神QTZ5013塔式起重机荷载参数及荷载示意图见表1.0.4、图1.0.4-1、图1.0.4-2所示。
表1.0.4 无锡巨神QTZ塔式起重机荷载参数表
吊钩高度固定
方式
混凝土基础承受的载荷
工作状态非工作状态H1 H2 M1 M2 M3 P H1 H2 M1 M2 M3 P
40.1m a / 27.8 564 996 170 513
40.1m a 24.5 / 1252 / 67 513 73.5 / 1796 / / 434 40.1m b 24.5 / 1211 / 67 513 66.2 / 1628 / / 434
注：表中中固定方式a为大臂沿塔身对角线方向，b为大臂与塔身平行方向。P为基础所受的垂直力（kN），H1、H2为基础所受水平力（kN），M1、M2为基础所受的倾覆力矩（kN·m），M3为基础所
受的扭矩（kN·m）。本表中所列荷载不含基础自重在内。
固定方式（a）固定方式（b）
图1.0.4-1 塔吊荷载示意图
图1.0.4-2 板式基础尺寸及荷载示意图
注:以上均为说明书所提供，关于荷载的示意图及荷载参数表，个人认为应体现（对板式基础来说）单向偏心与双向偏心（沿塔身对角线方向）两种受力状态下的荷载参数，但目前很多厂家只提供单向的荷载参数，数据不够全面。
1.0.5 对于其他大吨位的塔式起重机，也可根据本文进行另外测算。
2地基承载力特征值修正
2.0.1 地基承载力设计值可以直接采用未经修正的地勘报告提供的地基承载力特征值 。
2.0.2 由于板式塔吊基础的宽度一般都大于3m，埋置深度也大于0.5m，因此根据建筑地基基础设计规范，对于地勘报告提供的地基承载力特征值fak可以根据基础宽度和深度按下式对其进行修正并得出设计值。
= + ( ?3)+ ( ?0.5)
（2.0.2）
2.0.3 塔吊基础的宽度一般都不低于5m，宽度较大，有利于荷载的传递与扩散，因此可以进行修正。
2.0.4 对于深度修正，规范是基于回填至原自然地面、基础周边回填土的压重对基础两侧滑动土体向上滑动具有抵抗作用的前提条件下，但目前塔吊基础在安装前进行回填的情况很少，塔吊安装前其基础基本处于基坑内敞开状态，因此不建议对深度进行修正。
2.0.5 当塔吊基础设计为下图2.0.5形式且塔吊安装前基础周边土（2～4倍基础宽度范围内）经压实回填至原自然地面标高时，可以对地基承载力特征值予以深度修正。
图2.0.5 地基承载力特征值可以进行深度修正时的设计形式示意图
2.0.6 当地勘报告所提供的地基承载力特征值fak值不小于100kPa时，根据塔式起重机混凝土基础工程技术规程所设计的板式基础地基最大压应力 一般都小于 1.2 ，因此这种情况下对地基承载力特征值是否进行修正影响有限。
2.0.7 经计算分析，对于长三角冲积平原的软土地基，当地勘报告所提供的地基承载力特征值在70～100kPa左右时，对地基承载力特征值进行修正有利于板式塔吊基础设计，可以提高板式基础设计的经济性，但此时对基础偏心距及基础允许脱开面积应从紧控制。
3塔吊传递到基础的载荷
3.0.1 《塔式起重机设计规范》GB/T 13752自1993年实施，2010年启动修订，2014年海南岛台风导致130余台塔吊倾覆事件发生后，设计规范修订加速，并提高了安全系数，风压值提高约30%。新规范已于2014年底报批，预计将于2016年左右颁布实施。
3.0.2 根据《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-92，塔吊在设计时已经充分考虑了如下因素：
1. 各类可能产生的载荷，塔吊设计载荷参见图3.0.2所示。
2. 各类载荷都有规范明确规定的载荷系数。
3. 对基本稳定性、动态稳定性、暴风侵袭、突然卸载都要进行工况验算。
4. 对抗倾覆稳定性进行校核。
5. 对防风抗滑安全性进行验算。
6. 对支承反力进行确定。
7. 对基础（和轨道）进行抗倾覆稳定性验算。
3.0.3 根据3.0.2条，一般塔吊说明书所提供的塔身传递到基础的荷载为考虑荷载组合后的最大
设计值，因此在进行板式塔吊基础设计时可以直接采用说明书中提供的载荷作为设计值。
3.0.4 市场上常见的计算软件（如品茗）输入的都是标准值，软件内又附加了风荷载，恒荷载、活荷载的荷载系数也按照规范正常取值，此时如果直接代入塔吊说明书中的荷载，会导致荷载系数二次重复计算，设计的板式基础偏大，不经济，常常会出现以前设计都没问题的基础怎么算都算不过的情况。
3.0.5 国内一些大厂的塔式起重机的整体安全系数可达1.3～1.5，随着生产厂家增多竞争加剧，一些小厂的产品整体安全系数普遍下降到1.2左右，说明书中提供的荷载参考值也不完整，在选用时应特别注意。
3.0.6 容易受大风或台风影响的地区如沿海，老规范考虑的风荷载偏小，在设计板式基础时可以考虑附加的风荷载，或者采用其他措施如增加附墙架、降节至附墙位置、增加缆风绳等增强板式基础
的抗倾覆性能。
设计载荷
其他载荷特殊载荷
附加载荷
基本载荷
图3.0.2 塔式起重机设计载荷示意图
4 基础的尺寸确定
4.0.1 板式基础的初步尺寸（面积）可根据下式进行估算：
A = (4.0.1)
式中： ——基底以上土的平均重度，（kN╱m3）；
P ——塔吊竖向荷载（kN）；
? ——基础底面以上覆土厚度（m）。
μ——根据以往设计所取经验系数，可取7～9。
4.0.2 由于塔吊倾覆力矩较大，因此根据式4.0.1所估算的基础底面积因倾覆力矩大小不同会略有出入，除接近淘汰的40系列塔吊，一般不应小于20㎡。
4.0.3 塔吊传递至基础的荷载为中心对称荷载，因此板式基础应尽量设计为双向对称的正方形，当设计为矩形时，边长比应尽量小于1.1。限于工程实际情况，当边长比大于1.1时，应严格验算沿短边方向的抗倾覆承载力。
4.0.4 矩形板式基础长边的经济性及短边的抗倾覆能力不如同等面积的正方形基础，设计时应尽量避免。
5 板式基础偏心距e
5.0.1 《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009是目前进行塔吊基础设计的主要依据，其编制参考了高耸结构设计规范，规范中对于基础偏心距及脱开面积有较为严格的规定，塔吊基础偏心距按照下式进行计算：
（5.0.1） 式中： ——塔吊基础自重（kN）；
h ——塔吊基础高度（m）；
M ——塔吊的倾覆力矩（kN·m）；
H ——塔吊传递至基础的水平荷载（kN）；
P ——塔吊传递至基础的竖向荷载（kN）
5.0.2 《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010中均明确规定基础偏心距e≤b/4（b 为基础边长）。
5.0.3 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中仅规定了e≥b/6时的计算方式，未对上限做出规定。
5.0.4 《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-92中明确规定e≤b/3（P13第4.
6.3条）。
5.0.5 根据以上情况，个人认为塔吊基础在设计时可根据以下情况进行评估控制：
1. 塔吊安装高度不超过20m 且地质情况较好（地勘报告提供的地基承载力特征值不小于130kPa 且无软弱下卧层）、风荷载影响不大时，可放宽对基础偏心距的条件，但应以b/3为最高限值。
2. 安装高度超过20m（且无附墙）或地质情况不理想（地勘报告提供的地基承载力特征值小于130kPa 或存在软弱下卧层）时，应从严控制基础偏心距，即e≤b/4。
= ?
3. 提高偏心距有利于塔吊基础设计的经济性，但是还应该满足《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 中关于基础底面脱开面积的限值规定。
4. 基础偏心距与基础的自重有反比关系，而基础自重与边长的平方成正比，与基础高度成正比，因此增加边长比增加高度更能有效降低偏心距，增强基础抗倾覆能力。从经济性上来讲，在条件许可的情况下宜扩大基础面积，其次才是增加基础高度。
5. 除非基础设计成可装配、可周转的形式，否则将偏心距e 设计为不大于b/6是很不经济的。
6. 从规范制定趋势来看安全性在逐步提升，一旦《塔式起重机设计规范》发布应严格遵守有关偏心距的控制。
7. 宜参考最新规范进行基础设计。
6 承载力验算及基础脱开面积校核
6.0.1 出于经济性考虑，板式基础在单向偏心荷载作用下，其偏心距应控制在b/6～b/3，单向偏心工况下地基最大压应力按下式进行计算复核：
（6.0.1）
式中：l ——垂直于计算方向的基础边长（m）；
a ——荷载合力至基础边缘的距离（m）。
6.0.2 板式基础在双向偏心荷载作用下，其合力点设计在荷载核心区外是较为经济的，地基最大压应力按下式进行计算复核：
(6.0.2)
式中： 、 ——合力点至基础两个方向边缘的距离（ = ? 、 = ? ）。
6.0.3 《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009中对于基础脱开面积只有笼统的一条规定，即：基础底面允许脱开地基土的面积不应大于全面积的1/4。因此对于单向偏心荷载作用下可按式6.0.3-1进行校核验算，对于双向偏心荷载作用下可按照式6.0.3-2进行校核验算。
3a≥0.75b (6.0.3-1) ≥0.125 (6.0.3-2) 6.0.4 6.0.3条中的公式与偏心距设计都有紧密联系，当e≤b/4时，公式6.0.3-1基本都能满足，而双向偏心时6.0.3-2却不一定能满足，如果要满足6.0.3-2条件，基础偏心距需要按b/5（约0.206b）控制，这样设计的经济性稍差，要根据地质情况评估此项约束条件。
6.0.5 经测算，当边长不变时，满足公式6.0.3-2会导致基础高度增加30cm 左右，对基础经济性影响很大；当基础高度不变时，满足公式6.0.3-2会导致基础边长增加50cm 左右，对基础的经济性影响也较大。结合5.0.5条第4款，板式基础的边长与高度宜通过试算确定最经济合理的尺寸，从试算结果来看，增大基础面积的经济性优于增大基础高度，配筋的经济性也较高（见后文）。
注：6.0.5结论依据QTZ5013塔吊基础在满足所有规范验算条件下的两种设计尺寸：6.8m(b)×(l)6.8m ×0.8m(h)、6m(b)×6m(l)×1.22m(h)。
= ( ) ≤1.2 =
≤1.2
6.0.6 从计算的结果分析来看，当地勘报告提供的地基承载力特征值不小于100kPa 时，地基承载力不再成为制约塔吊基础设计的决定性因素，偏心距及基础双向偏心时允许脱开的面积成为决定性因素。对此技术人员应予重视，通过试算确定最合理经济的基础尺寸并满足规范的验算要求。
6.0.7 塔吊安装高度不超过20m 且地质情况较好（地勘报告提供的地基承载力特征值不小于130kPa 且无软弱下卧层）且受风荷载影响不大时，可以适当放宽对基础脱开面积（式6.0.3-2）的限制条件，但偏心距必须满足规范要求（从计算来看存在双向偏心下允许脱开面积不满足而偏心距满足的情况）。
7 软弱下卧层的验算
7.0.1 根据前文的计算分析可知，当地基持力层以下的土层地基承载力特征值（地勘报告提供的数据）不小于100kPa 时，可不进行软弱下卧层的验算。
7.0.2 当地基持力层厚度较薄（如粘土层不足1.5m）且持力层下存在紧邻或连续的地基承载力特征值小于80kPa 的土层时，应根据《建筑地基基础设计规范》验算软弱下卧层的地基承载力。对于矩形塔吊板式基础，按如下公式进行验算：
（7.0.2-1） （7.0.2-2）
式中： ——软弱下卧层顶面处的附加压力值（kPa）；
——软弱下卧层顶面处土的自重压力值（kPa）；
——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）
； l、b ——矩形基础的长度及宽度（m）；
——相应于作用的标准组合时，基础底面处的平均压力值（kPa）；
——基础底面处土的自重压力值；
z ——基础底面至软弱下卧层顶面的距离；
θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角（o），按规范取值。
7.0.3 由于塔吊基础所受倾覆力矩较大，基础底面的压力值为三角荷载，为安全起见计算中 可以取基础底面边缘的最大压力值 。在这种情况下下卧层的承载力验算可修正为下式：
（7.0.3-1） （7.0.3-2）
式中： ——相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最大压力值（kPa）。
8 地基变形计算
8.0.1 根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》，当地基主要受力层（板式基础下1.5b 深度范围内）的承载力特征值（ ）不小于130kPa 或小于130kPa 但有地区经验，且黏性土的状态不低于
+ ≤ = ( )( )( ) + ≤1.2 = ( )( )( )
可塑（液性指数 不大于0.75）、砂土的密实度不低于稍密时，可不进行天然地基变形验算，其他天然地基均应进行变形验算。
8.0.2 规范中对于变形计算的规定还是比较严格的，从苏州地区的经验来说，当地基承载力特征值不小于100kPa且土层分布比较均匀时，一般变形计算能够满足规范要求。
8.0.3 基础沉降按照《建筑地基基础设计规范》计算，对于倾覆力矩比较大的塔吊基础，更应关注三角附加荷载下的沉降差。
8.0.4 当地基持力层承载力特征值小于100kPa或主要受力层存在低于80kPa的软弱下卧层时，应当进行沉降量和沉降差计算。按照规范，沉降量不得大于50mm。倾斜率（tanθ）不得大于0.001，如下式所示：
≤0.001（8.0.4）tan =| |
式中：θ——基础底面由于沉降差造成的倾角（o）。
、 ——在基础三角附加荷载下基础倾斜方向两边缘的最终沉降量（mm）。
9地基稳定性计算
9.0.1 板式基础基底应尽量不高于基坑（基槽）坑底正式建筑基础持力层面并避免置于土坡坡顶上，当土坡土质良好、土坡稳定时为减少开挖量可以适当抬高塔吊基础标高，但应进行稳定性复核。
9.0.2 可不做稳定性验算（以下两种情况）时的简易稳定性复核可按《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》判断。
图9.0.2 基础位于稳定边坡的示意图
1. a≥
2.0m，c≤1.0m， ≤130kPa且主要受力层无小于100kPa的下卧层。
2. 塔吊基础采用桩基础。
9.0.3 不符合9.0.2条第1项时按下式进行复核：
a≥2.5b?
（9.0.3）
式中：a——基础底面外边缘至坡顶的水平距离（m）
d——塔吊基础埋置深度（d）。
β——边坡坡脚（o）。
9.0.4 以上条件均不满足时应对板式基础设计重新进行调整或者按照《建筑地基基础设计规范》采用圆弧滑动面法进行验算。
10 冲切验算与配筋计算
10.0.1 由于塔吊基础为了保证抗倾覆能力，一般自重都比较大，基础高度一般都不小于800mm，按《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》严格设计的板式基础地基净反力普遍也不大，冲切验算都能满足，故可直接按下式进行验算校核：
（10.0.1） 式中参数详见《建筑地基基础设计规范》。
10.0.2 在局部脱开工况下地基净反力作用于塔吊基础造成的弯矩在双向偏心下是比较复杂的，一般需借助软件采用有限元进行计算，日常计算可按单向偏心取最大的地基净反力进行配筋计算，此时最大弯矩截面位于塔身外边缘处，基础板每米最大弯矩M 可按下式计算：
（10.0.2）
式中： ——塔身外边缘位置地基净反力（kPa）（见图1.0.2-1）；
——基础边缘最大地基净反力（kPa）；
——塔身外边缘到基础边缘的水平距离。
10.0.3 塔吊基础每米板计算配筋按照下式进行计算：
（10.0.3）
式中： ——钢筋强度设计值（N╱mm 2）
； ? ——基础的有效高度（mm）。
10.0.3 根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》严格设计的板式基础所计算得出的最大弯矩M 一般都不大（一般都小于200kN·m），因此所计算的配筋也是比较小的（一般不超过1000mm 2
╱m），都小于按最小配筋率所计算的配筋量，因此可以把塔吊基础想象为板式基础+配重部分，如下图所示：
图10.0.3 塔吊基础构成示意图
10.0.4 按照10.0.3条思路设计的塔吊基础可以提高配筋的经济性，下表是以QTZ5013
塔吊为例
≤0.7 ? =
+( )
=
.
所计算的配筋结果，混凝土及配筋经济性差异还是比较大的。
序号基础设计尺寸（m）混凝土量（m3）受力主筋总量（kg）
1 6×6×1.3
46.8 992.0
2 6×6×（0.6+0.7）471.3
3 6.8×6.8×0.8
37.0 784.1
4 6.8×6.8×（0.6+0.2）588.1
10.0.5 从10.0.4条可以看出，合理设计板式基础的边长和高度，对基础的经济性影响还是比较大的，因此技术人员可以自行设计计算表格进行不同设计方案的评估，达到安全与经济的双赢。
10.0.6 从式10.0.3可以看出塔吊基础的配筋与混凝土强度没有关系（一般对冲切验算仍不影响安全性），从结构设计角度来讲，混凝土强度不应低于C20，考虑到养护周期等因素，一般应采用不低于C30级混凝土，塔吊说明书有明确要求的，可以采用说明书要求的级别混凝土。
10.0.7 一般塔吊基础的说明书中都要求设置双向双层钢筋并设置梅花布置的拉结钢筋（上下层主筋之间），基础上部的钢筋配置在规范中是没有体现的，个人认为如果不布置对塔吊基础的影响也不大，为了提高板式基础整体性，也可对上部钢筋按照受力主筋进行减半配置或减小规格配置，拉结筋按塔吊说明书正常配置，以提高板式基础配筋经济性。当塔吊基础设计为回填土的情况下，为防止最大负弯矩下基础上部的开裂，也应适当对上部进行构造配筋。
11结语
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009的发布为技术人员提供了详细的设计依据，但其他规范的存在一定程度上也造成了干扰。从本文的分析情况来看，板式塔吊基础设计需要注意一下要点：
1. 地基承载力特征值不小于100kPa时是否需要进行宽度和深度修正对基础设计影响有限。如需修正要符合修正的条件。
2. 计算荷载完全可以取说明书中提供的荷载作为设计值。
3. 偏心距应合理控制。
4. 地基承载力特征值不小于100kPa时，地基承载力不再成为制约塔吊基础设计的决定性因素，偏心距及基础双向偏心时允许脱开的面积成为决定性因素。
5. 扩大基础面积与加大基础高度相比更有利于板式基础的安全性与经济性，基础的尺寸应合理设计，把塔吊基础想象为板式基础+配重部分有利于配筋的经济性。
6. 板式基础绝大多数情况下计算的结果都是按照最小配筋率进行配筋的，说明书中的参考值经济性欠佳。
7. 要重视地勘报告的解读，特别注意软弱下卧层以及基础的稳定性验算问题。
8. 冲切验算及混凝土强度对塔吊基础的影响不大。
板式基础作为最常见和应用最广泛的塔吊基础，其设计所涉及的内容还是比较多的，技术人员应充分理解相关的设计规范，对控制性因素要多加关注，通过不同方案的试算、比选，合理设计出安全性与经济性俱佳的板式基础。
【参考文献】[1]《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009
[2]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
[3]《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
[4]《高耸结构设计规范》GB50135-2006
[5]《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-92
[6]无锡巨神QTZ5013塔式起重机说明书
塔机附墙设计计算说明书 一、工程概述 本工程位于惠南镇中心位置，东南面临南汇中学体育场，在体育场的西北角有一信号塔，距小区5号楼南外墙皮约20米左右，东北面临近复旦大学太平洋金融学院，南侧临拱北路，西侧临观海路。 本项目总用地面积55103.4平方米，总建筑面积133288.98平方米（含保温建筑面积）。地上总建筑面积101191.19平方米（含保温建筑面积），包含4栋15层高层住宅，5栋16层高层住宅，2栋11层高层住宅,1栋5层多层住宅，3栋6层的多层住宅，1栋2层的商业配套用房及高层住宅群房的配套公建，地下总建筑面积32097.79平米。 本工程8#楼和9#楼合用安装一台南通惠尔建设机械有限公司出厂的QTZ63型（5510型）塔式起重机，臂长为58米，塔吊设置在9号楼东侧，（图1）安装高度超过使用说明书规定的最大独立高度，需进行附墙锚固，楼层高度为45.6m，塔机最大安装高度约为53m，设置有2道附墙，如图2所示。生产厂家在使用说明书中标明了建筑物外墙与塔吊中心的距离在4.0m左右，但由于该工程建筑物表面结构及工程施工工艺等因素的影响，塔吊安装后，塔吊中心距离建筑物外墙8.997m。所采用的附墙杆件的长度以及与建筑物间的夹角，与原说明书的规定有所不同。为了保证塔吊安全使用，我们对附墙杆件及其连接件作了稳定性及强度验算。 图1 22号楼1#塔吊布置图 图2 塔吊附墙示意图
二、编制依据 本方案编制主要依据为：GB/T 13752-1992《塔式起重机设计规范》、GB 50017《钢结构设计规范》、GB/T 3811-2008 《起重机设计规范》和永发QTZ63型塔式起重机使用说明书。 三、设计方案 1．原说明书要求 按照产品安装使用说明书：附着架由四根撑杆和一套环梁等组成，它主要是把塔机固定在建筑物的柱子上，起着依附作用。（见图3） 图3 原附着架示意图 2．改进设计方案 根据现场实际情况，塔机中心到连接点距离为8.997米。设计方案如图4所示。 图4 塔吊附墙杆设置图 四、计算说明 1．计算附墙架对塔身的支反力 假设塔身为一连续梁结构（见图5），以此进行结构的受力分析，可用力法求出附墙受力。实际使用中，塔机最上面的一道附墙受力最大，因为该道附墙节点力除由M引起的附墙受力外，还有承受由塔机悬臂端风
塔式起重机基础知识汇总 塔式起重机的技术性能是用各种参数表示的，其主要参数包括幅度、起重量、起重力矩、自由高度、最大高度等；其一般参数包括：各种速度、结构重量、尺寸、尾部尺寸及轨距轴距等，下面分别简述： 一、幅度： 幅度是从塔式起重机回转中心线至吊钩中心线的水平距离，通常称为回转半径式工作半径。 二、起重量 起重量是吊钩能吊起的重量，其中包括吊索、吊具及容器的重量，起重量因幅度的改变而改变，因此每台起重机都有自己本身的起重量与起重幅度的对应表，俗称工作曲线表。 起重量包括两个参数：即最大起重量及最大幅度起重量。 最大起重量由起重机的设计结构确定，主要包括其钢丝绳、吊钩、臂架、起重机构等。其吊点必须在幅度较小的位置。 最大幅度起重量除了与起重机设计结构有关，还与其倾翻力矩有关，是一个很重要的参数。 塔式起重机的起重量是随吊钩的滑轮组数不同而不同。一般两绳是单绳起重量的一倍，四绳是两绳起重量的一倍等等。可根据需要而进行变换。 为了防止塔式起重机起重超过其最大起重量，所有塔式起重机都安装有重量限制器，有的称测力环，重量限制器内装存有多个限制开关，除了限位塔机最大额定重量外，在高速起吊和中速起吊时，也可进行重量限制，高速时吊重最轻，中速时吊重中等，低速时吊重最重。. 三、起重力矩 起重量与相应幅度的乘积为起重力矩，过去的计量单位为TM，现行的计量单位为KNM，1TM等于10KNM。 额定起重力矩量是塔式起重机工作能力的最重要参数，它是防止塔机工作时重心偏移，而发生倾翻的关键参数。由于不同的幅度的起重力矩不均衡，幅度渐大，力矩渐小，因此常以各点幅度的平均力矩作为塔机的额定力矩。 塔式起重机的起重量随着幅度的增加而相应递减，因此，在各种幅度时都有额定的起重量，不同的幅度和相应的起重量连接起来，就绘制成起重机的性能曲线图，使操作人员一看明了不同幅度下的额定起重量，防止超载。 一般塔式起重机可以安装几种不同的臂长，每一种臂长的起重臂都有其特定的起重曲线，不过差别不大。 为了防止塔机工作时超力矩而发生安全事故，所有塔机都安装了力矩限位器，其工作原理是当力矩增大时，塔尖的主肢结构会发生弹性形变而触发限位开关动作，力矩
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外形尺寸就较大，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h。 2.4、基础外形尺寸的确定 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e（荷载按标准组合）：
固定式塔式起重机桩基础的设计 中天建设集团有限公司 徐荣华 在高层房屋建筑施工中，为解决建筑材料和物件的垂直运输和水平运输，固定式塔式起重机得到了广泛的应用。根据《塔式起重机设计规范》GB/T13752——92第4.6.3条规定：固定式塔式起重机基础的设计应满足抗倾翻稳定性和地基承载力的条件。塔机在独立高度、在非工作工况受到暴风突袭时，基础所受的载荷最大，此状态最为不利，按此状态计算混凝土基础的抗倾翻稳定性（见下图一）： 图一: 基础抗倾翻稳定性分析图 3 b G F h F M e K K hK K ≤ +?+= (1) 地基承载力按下列公式计算： ][) 2( 3)(23) (2max B K K K K K P e b b G F bl G F P ≤-+= += (2) 式中e ——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离； M K ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的弯矩标准值； F K ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的垂直载荷标准
值； F hK ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的水平载荷标准值； G K ——相应于荷载效应标准组合时,混凝土基础的重力标准值； P kmax ——荷载效应标准组合下基础底面边缘的最大压应力； [P B ]——地面许用压应力，由实地勘探和基础处理情况确定，一般取P B =200~300KPa 。 按照现行《建筑地基基础设计规范》GB50007——2002,上述[P B ]=1.2f a ，f a 为修正后的地基承载力特征值。 上式（1）与抗倾翻稳定性安全系数K =1.5是等同的，推导如下： 抗倾翻稳定性安全系数K=抗倾翻力矩/倾翻力矩= 5.13 )(2)(2)(=? +?+≥ +?+b G F b G F h F M b G F K K K K hk K K K (对图一中A 点取矩) 如果地基承载力不满足要求，则应对地基进行处理，当承载力高的土层埋置深度较浅时，可采用换填处理，当承载力高的土层埋置深度较深时，采用桩基础。下面是塔机桩基础设计内容和一个设计实例。 一． 塔机桩基础及承台（基础）计算 1. 桩基竖向承载力计算 应同时满足下列两式： 平均竖向力标准值N K = R n G F K K ≤+
建筑起重机械安全知识试卷 单位：姓名： 一、判断题（每题4分，共计20分。正确“√”错误“×”，并填入括号内） 1.安装、拆卸施工起重机械和整体提升脚手架、模板等自升式架设设施，应当编制拆装方案、制定安全施工措施，并由监理人员现场监督。（） 2.施工现场的安全防护用具、机械设备、施工机具及配件必须由专人管理，定期进行检查、维修和保养，建立相应的资料档案，并按照国家有关规定及时报废。（） 3.塔式起重机安装质量检验中保证项目有一项不合格，可以判定为合格。（） 4.违反《建设工程安全生产管理条例》的规定，施工单位使用未经验收或者验收不合格的施工起重机械和整体提升脚手架、模板等自升式架设设施的，责令限期改正；逾期未改正的，责令停业整顿，并处10万元以上30万元以下的罚款；情况严重的，降低资质等级，直至吊销资质证书；造成重大安全事故，构成犯罪的，对直接责任人员，依照刑法有关规定追究刑事责任；造成损失的，依法承担赔偿责任。（） 5.施工单位采购、租赁的安全防护用具、机械设备、施工机具及配件，应当在进入施工现场后进行查验其生产（制造）许可证、产品合格证。（） 二、单项选择题（每题4分，共计40分） 1.出租的机械设备和施工机具及配件，应当具有（）。
A.生产（制造）许可证 B.产品合格证 C.生产（制造）许可证、产品合格证 2.（）应当对出租的机械设备和施工机具及配件的安全性能进行检测，在签订租赁协议时，应当出具检测合格证明。 A.出租单位 B.建设单位 C.施工单位 3.施工单位在使用施工起重机械和整体提升脚手架、模板等自升式架设设施前，应当组织有关单位进行验收，也可以委托具有相应资质的检验检测机构进行验收；使用承租的机械设备和施工机具及配件的，由施工（）验收。验收合格的方可使用。 A.总承包单位和安装单位 B.总承包单位、分包单位、出租单位和安装单位共同进行 C.出租单位和安装单位 4.施工单位应当自施工起重机械和整体提升架、模板等自升式架设设施验收合格之日起（）日内，向建设行政主管部门或者其他有关部门登记。登记标志应当置于或者附着于该设备的显著位置。 A.15 B.30 C.10 5.违反《建设工程安全生产管理条例》的规定，为建设工程提供机械设备和配件的单位，未按照安全施工的要求配备齐全有效的保险、限位等安全设施和装置的，责令限期改正，处合同价款（）以下的罚款；造成损失的，依法承担赔偿责任。 A.3倍以上5倍 B.1倍以上3倍 C.5倍以上10倍 6.违反《建设工程安全生产管理条例》的规定，出租单位出租未经安全性能检测或者经检测不合格的机械设备和施工机具及配件的，责令停业整顿，并处（）的罚款；造成损失的，依法承担赔偿责任。 A.1万元以上5万元以上 B.5万元以上10万元以上 C.10万元以上20万元以上 7.施工升降机限速器应隔（）校验一次。 A.半年 B.一年 C.两年 D.不需交验
塔式起重机安装基础设计 摘要：塔式起重机械是建筑施工中广泛使用的起重设备，其安装基础的设计制 作将直接影响到机械的使用安全，本文针对此情况进行了塔式起重机基础的设计，以期对今后的塔机安装施工提供借鉴。 关键词：塔式起重机安装；基础；设计 1 概述 固定式塔式起重机都需要安装在基础上，基础是将塔机所承载的载荷力和自 身自重及风载力等传递到地基上的连接部分，基础的设计合理性以及施工质量直 接关系到塔机的安全使用。塔机基础一般分为带压重和不带压重两种，其中带压 重的基础中不预埋任何构件，塔机底座直接放置于基础平面上（如FZQ2000Z型 附着式塔式起重机），在底架上安放压重，满足抗倾覆稳定的要求，固定基础只 承受水平剪力、水平扭矩和垂直压力，基础和连接件都可较小。不带压重基础分 为三种，固定脚式塔机基础（如STT293平臂式塔式起重机），将四个固定脚直 接浇筑到基础中；地脚螺栓式塔机基础(如QTZ80塔式起重机)，将地脚螺栓事先 浇筑在基础中，上面与十字梁或固定脚依靠高强螺母连接；预埋节式塔机基础 （如ZSC60300平臂式塔式起重机），将预埋节事先浇筑到基础中，上面通过销 轴与基础节连接。不用压重的基础，塔身与预埋在基础里的连接件连接，则基础 不仅要承受水平剪力、水平扭矩和垂直压力，还要承受较大的弯矩。因此为承受 这些载荷，基础要做得大些。 2 基础所承受载荷的计算、分析 塔式起重机基础的设计要求必须满足塔机的稳定性、基础的强度要求和基础 均匀沉降要求三个方面。 塔机稳定性是指塔机在能保持整机的稳定而不致倾翻的特性，它是保证塔机 安全使用的重要因素之一。它由稳定性系数M稳/M倾来表示，M稳为塔机的自重、基础重和平衡重所产生的保持塔机稳定的力矩；M倾为起着倾翻塔机作用的 外力产生的力矩。稳定系数随着工况的变化而变化，稳定系数越大表示塔机的稳 定性越好。塔机在设计时以考虑到各种不同工况下稳定性的要求，在设计塔机基 础时其尺寸和质量必须满足稳定性要求。 塔机基础内部的结构应具有足够的强度，即能够承受各种工况下作用于基础 上的垂直力、水平力及倾覆力矩。 塔机基础在长时间的使用过程中所受的载荷一直在不断的变化，如果地基沉 降不均匀可致使塔机垂直的偏差增大，从而影响塔机的稳定性，因此要求地基沉 降均匀。 塔吊基础的设计要根据塔机自重、风载荷、倾覆弯矩和起重臂回转启动刹车 或大风吹来时产生的扭矩等因素综合考虑。同时要考虑工作状态和非工作状态两 种情况。 塔吊附墙（附着）装置只承担风载荷等水平载荷及弯矩、扭矩，不承担自重 等竖向载荷，将塔身、附墙（附着）简化为多跨连续梁受力模型，通过受力分析，可以得出结论：塔吊在独立高度状态下，所承受的风载荷等水平载荷及各种弯矩、扭矩对底座即对基础产生的载荷最大。安装附墙（附着）装置以后，各种水平载 荷及弯矩、扭矩等主要由附墙（附着）承担。塔吊上升到最大高度以后，对基础 的载荷与独立高度相比仅多了标准接的重量，而其所传递的风载荷要小得多。故 下面以某厂生产的5015塔吊为例（见图3－2 塔机稳定性计算简图），根据《塔
塔式起重机基础知识 ?（二）主要用途?主要用于起升高度大，作业半径大的工业、民用建筑施工，以及电站、水利、港口、造船等施工作业。?（三）分类?1.按回转支承位置分?上回转塔机 ?下回转塔机?2.按变幅方式分主要有?（1）小车变幅式?（2）动臂变幅式 ?3.按安装方式分?（1）快速安装式（下回转式） ?（2）非快速安装式（上回转式）?4.按底架固定情况分?（1）固定式 ?（2）轨行式?5.升高方式分?（1）自升式 ?（2）固定高度 ?自升式 ?（1）附着式（2）爬式 四）塔机参数基本参数及定义塔机参数包括基本参数及主参数。基本参数共1１项，其名称及定义示于表1. 表1 塔机基本参数及定义（据GB5031-1994） 1.幅度塔机空载时，塔机回转中心线至吊钩中心垂线的水平距离 2.起升高度空载时，对轨道式塔机，是吊钩最低点到轨顶面的距离；对其他型式起重机，则为吊钩最低点到支承面的距离。 3.额定起升载荷在规定幅度时的最大起升载荷，包括物品、取物装置（吊梁、抓斗、起重电磁铁等）的重量 4.轴距同一侧行走轮的轴心线或一组行走轮中心线之间的距离 5.轮距同一轴心线左右两个行走轮或左
右两侧行走轮组、轮胎或轮胎组中心径向平面间的距离 6.起重机重量包括平衡重、压重和整机重7.尾部回转半径回转中心线至平衡重或平衡臂端部最大距离8.额定起升速度在额定起升载荷时，对于一定的卷筒卷绕外层钢丝绳中心直径、变速挡位、滑轮组倍率和电动机额定工况所能达到的最大稳定起升速度。如不指明钢丝绳在卷筒上的卷绕层数，既按最外层钢丝绳中心计算和测量9.额定回转速度带着额定起升载荷回转时的最大稳定转速10.最低稳定速度 为了起升载荷安装就位的需要，起重机起升机构所具备的最小速度11．工作级别分为Ａ１～Ａ６所谓公称起重力矩是指起重臂为基本臂长时最大幅度与相应额定起重量重力的乘积。?按作用和工作性质区分，塔式起重机一般由下列部分组成：? 1.结构?由底架、塔身、回转支座、塔顶、平衡臂、吊臂、司机室、梯子与平台、顶升套架和横梁部分组成。? 2.机构?由起升机构、回转机构、变幅机构、运行机构、架设机构、液压机构等部分组成。? 3.电气?由电源、电线与电缆、控制与保护、电动机等部分组成。? 4.安全装置?由超载限制器、行程限位器、安全止挡和缓冲器、应急装置、非工作状态安全装置、环境危害预防装置等部分组成。 5.附属装置?由配重与压重、基础与轨道、拖运装置、附着框架及连杆、爬框架、排绳与拖绳装置、电缆卷筒、检修装置等部分组成。?这些组成部分中，1、2、3、4中的大部分是任何类型的塔式起重机都必须具备的5的部分，则因塔式起重机的类型和用途不同而配置。而且其中的有些部分应由用户自行准备，如配重、压重、轨道、
塔吊基础方案 一、工程概况 1、本工程位于松江区九亭镇，地块南临蒲汇塘河，东临沪亭路，西临横泾河，北临沪松公路并与地铁9#线车站一墙之隔，与9#线车站物业开发管理为一个整体。地块面积41162㎡，由3#、4#、5#、6#、7#、8#公寓楼及9#酒店、10#办公楼组成。 2、因地块面积巨大，根据塔吊平面布置应最大程度满足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原则，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊来满足施工需要，按照施工组织总设计要求拟搭设6台附墙式塔吊，其中QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M）2台，QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩800KN.M）4台，平面位置详附图。 3、拟建建筑物高度及层数 4、根据建筑物高度，1#塔吊位于3#楼西北侧位置，搭设高度为86M；2#塔吊位于9#楼南侧位置，搭设高度为114M；3#塔吊位于5#楼西北侧位置，搭设高度为77M，设水平限位装置；4#塔吊位于10#楼东南侧位置，搭设高度为114M；5#塔吊位于6#楼西北侧位置，搭设高度为100M，6#塔吊位于8#楼西北侧位置，搭设高度为100M。其中5#、6#塔吊为QTZ80B，其余4台为QTZ80A。 5、塔吊应在土方开挖前安装完毕，故采用型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊安全、稳定和牢固可靠，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加快施工进度和确保工程质量。 6、本工程采用钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-8.000、-8.800、-9.100，本工程±0.000相当于绝对标高6.150M，自然地坪标高相对于绝对标高-1.45M。
7、根据本工程地质勘察报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表： 8、塔式起重机主要技术性能表 二、塔吊布置原则 本工程作业面积大，综合考虑塔吊的作用半径、起吊重量、基础工程桩位布置、围檩支撑结构设计、房屋结构设计、经济性比较后，作出以下布置原则。
目录 1 编制依据 (3) 2 工程概况及基础设计 (3) 2.1 工程概况 (3) 2.2 基础设计 (3) 3 施工准备 (4) 3.1 技术准备 (4) 3.2 施工人员、材料、机具准备 (4) 3.3 现场准备 (5) 4．施工工艺流程及主要工序施工方法 (5) 4.1 施工工艺流程： (5) 4.2 主要工序施工方法 (5) 4.2.1 施工前测量放线 (5) 4.2.2 基础钢筋绑扎 (5) 4.2.3塔机固定支脚安装 (6) 4.2.4 模板支设 (6) 4.2.5 混凝土施工 (6) 5 质量、安全、文明措施 (7) 5.1 质量措施： (7) 5.2 安全施工措施 (7) 5.3 文明施工措施 (8) 6 附图 .............................................. 错误！未定义书签。
附图1：661、662塔机平面布置图 (10) 附图2：663、664塔机平面布置图 (11) 附图3：塔机钢筋混凝土基础图 (9) 附图4 塔机固定支脚安装地位施工示意图 (13) 附图5：塔机钢筋混凝土基础模板支设图 (11) 附件6：C7030塔吊基础说明书 (15)
1 编制依据 1.1 C7030塔机使用说明书 1.2 GB50007-2002 《建筑地基基础设计规范》 1.3 GB50204-2002 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 1.4 GB50202-2002 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 1.5 《建筑施工手册》（第四版，缩印本） 2 工程概况及基础设计 2.1 工程概况 塔机基础为固定式钢筋混凝土基础，基础坐落在岩石地基之上，地基岩石为中风化岩石。 2.2 基础设计 现场塔吊的吊钩高度为24.7米，基岩的承载力为2.8Mpa,根据厂家提供的C7030塔机使用说明书，基础长宽均为6.45米，厚度为1.7米，基础下层配筋为双向B25@116mm 钢筋网片，上层配筋为双向B20@116mm钢筋网片，上下层钢筋之间的拉筋为双向B20@540mm ，混凝土强度等级为C30。详见附图3《塔机钢筋混凝土基础详图》。 2.3防雷接地 用4根2.5米长的接地棒埋于塔吊基础四角的旁边，用—40×4镀锌扁铁将四根接地棒焊接成一体，并在两个斜对角用—40×4镀锌扁铁将其与塔机基础节进行焊接。接地电阻不能大于4欧姆。
塔吊基础设计计算方法 地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。 标签：塔吊基础；四桩；预应力管桩；承载力；倾覆力矩 1 工程概况 广东水利电力职业技术学院从化校区教工宿舍工程包括C1C4、C5C6、C15C16共3栋主体建安工程，二期精装修以及其他配套工程等。 三栋建筑由教工宿舍C1C4和教工宿舍C5C6、教工宿舍C15C16组成，总建筑面积：17782.82m2。其中教工宿舍C1C4地上6层；教工宿舍C5C6地上12层；教工宿舍C15C16地上6层，基地建筑面积2358.99m2（其中C1C4为862.89m2；C5C6为745.05m2；C15C16为751.05m2）。C1C4首层层高3m，二层～六层层高为3.0m，六层以上层高均为3.2m；C5C6首层层高4m，二层～十二层层高3m，十二层以上4.7m；C15C16首层层高3m，二层～六层层高3m，六层以上3.9m。C1C4、C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。 教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，教工宿舍C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。建筑安全等级为二级，抗震设防类型为丙类。地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。建筑防火类别为二类，耐火等级为二级；主体建筑屋面工程防水为2级。 根据施工现场场地条件及周边环境情况，安装1台塔式起重机负责建筑材料的垂直及水平运输。 2 塔吊基础（四桩）设计 2.1 计算参数 采用1台QTZ80塔式起重机，塔身尺寸1.60m，地下室开挖深度为0m；现场地面标高-0.60m，承台面标高-0.30m；采用预应力管桩基础，地下水位-2.90m。 2.1.1 塔吊基础受力情况 图1 塔吊基础受力示意图
塔式起重机抗倾覆计算 及基础设计 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计 一、基础的设置：根据塔式起重机说明书基础设置要求的技术参数及对地基的要求 选用基础设计图，基础尺寸采用××，基础砼标号为C35（7天和28天期龄各一组）， 要有砼检测报告，基础表面砼平整度要求≤1/1000，塔式起重机预埋螺栓材料选用40Cr 钢，承重板高出基础砼面5~8㎜左右，要有排水设施。 二、塔式起重机抗倾覆计算 ①、塔式起重机的地基为天然地基，必须稳妥可靠，在表面上平整夯实，夯实后的 基础的承压能力不小于200kPa，基础的总重量不得小于80T，砼标号不得小于 C35，砼的捣 制应密实，塔式起重机采用预埋螺栓固定式。 ②、参数信息：塔吊型号：QTZ5510，塔吊起升高度H：，塔身宽度B：，自重F K ：453kN，基础承台厚度h：，最大起重荷载Q：60kN，基础承台宽度b：，混凝土强度等级：C35。 ③、塔式起重机在安装附着前，处于非工作状况时为最不利工况，按此工况进行设计计算。塔式起重机受力分析图如下： 根据《塔式起重机说明书》，作用在塔吊底座荷载标准值为：M K =1654kn·m， F K = 530KN，Fv K =，砼基础重量G K = 835KN ④、塔式起重机抗倾覆稳定性验算： 为防止塔机倾覆需满足下列条件： 式中e----- 偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离； M K ------ 相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值； Fv K ------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷载； F K -------塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值； h ---------基础的高度（h=）； G K ----------基础自重； b---------矩形基础底面的短边长度。(b= 将上述塔式起重机各项数值M K 、Fv K 、F K 、h、G K 、b代入式①得： e =＜ b/3= 偏心距满足要求，抗倾覆满足要求。 三、塔式起重机地基承载力验算：根据岩土工程详细勘察报告资料，1#塔吊基础底板处承载力特征值为372Kpa。取塔式起重机基础底土层的承载力标准值为372Kpa，根据《TCT5613塔式起重机使用说明书》，采用塔式起重机基础：长×
塔吊基础施工方案 一、工程概况： 本工程位于深圳市皇岗口岸商住区，用地现为非耕地，建设用地:18672.88M2;总建筑面积:75122.24M2;结构类型:桩基础、框支剪力墙,由两层地下室及上盖4栋25-28层的塔楼组成，首层为架空层花园。建筑高度约94.20m。 施工工期480天。采用QTZ80、QTZ63塔吊各一台，塔吊位置布置详（附图）。 二、塔吊基础设计 （一）、塔式起重机技术性能参数说明： 塔吊型号：QTZ80、QTZ63自升式塔式起重机技术性能参数
概况：本方案以QTZ80进行验算，本塔吊为上回转自升式，有重、中、轻三档，最大起升速度达80.0米/分钟，最大起重量为8.0T，最大幅度处起重量为1.30T，起重臂长为56.0米，平衡臂长为12.0米。本次安装高度为110.0米。本机具有起升、变幅、回转机构，有起升高度限位，最大和最小幅度限位，回转限位，重量限位，力矩限位。操作简单，视野开阔。 （二）、现场地质情况： 据野外钻探揭露，地质观察和室内土工试验结果分析、拟建场地揭露的岩土层有：第四纪人工填土层（Qml）、第四纪海相沉积层（Qm）、第四纪冲洪积层（Qal+pl）、第四纪残积层（Qel）、燕山期粗粒花岗岩（Y53（1）），现从上至下分述如下： 1、第四纪人工填土层（Qml） ○1杂填土：褐灰、淡灰、褐红色，湿，松散状，主要由残积粘性土、砖块、砼块和碎块回填而成，含少量砂和块石。本层场地内各孔均有钻遇，揭露层厚3.60~6.20M。2、第四纪海相沉积层（Qm） ○2淤泥质土：黑、深灰色，湿~饱各，软~可塑状，手捏细腻，味臭，污手，含少量贝壳、有机质和细砂，岩芯呈土柱状，本层场地内除ZK2、5、8、10、15、16、19、22
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计 一、基础的设置：根据塔式起重机说明书基础设置要求的技术参数及对地基的要求 选用基础设计图，基础尺寸采用5.5m ×5.5m ×1.2m ，基础砼标号为C35（7天和28天 期龄各一组），要有砼检测报告，基础表面砼平整度要求≤1/1000，塔式起重机预埋螺 栓材料选用40Cr 钢，承重板高出基础砼面5~8㎜左右，要有排水设施。 二、塔式起重机抗倾覆计算 ①、塔式起重机的地基为天然地基，必须稳妥可靠，在表面上平整夯实，夯实后的 基础的承压能力不小于200kPa ，基础的总重量不得小于80T ，砼 标 号 不 得 小 于 C35，砼的捣 制应密实，塔式起重机采用预埋螺栓固定式。 ②、参数信息：塔吊型号：QTZ5510，塔吊起升高度H ：37.50m ，塔身宽度B ：1.7m ， 自重F K ：453kN ，基础承台厚度h ：1.2m ，最大起重荷载Q ：60kN ，基础承台宽度b ：5.50m ， 混凝土强度等级：C35。 ③、塔式起重机在安装附着前，处于非工作状况时为最不利工况，按此工况进行设计 计算。塔式起重机受力分析图如下： 根据《塔式起重机说明书》，作用在塔吊底座荷载标准值为：M K =1654kn ·m ， F K = 530KN ，Fv K =74.9KN ，砼基础重量 G K = 835KN ④、塔式起重机抗倾覆稳定性验算： 为防止塔机倾覆需满足下列条件： 式中e----- 偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离； M K ------ 相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值； Fv K ------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷 载； F K -------塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值； h ---------基础的高度（h=1.2m ）； G K ----------基础自重； b---------矩形基础底面的短边长度。(b=5.5m) 将上述塔式起重机各项数值M K 、Fv K 、F K 、h 、G K 、b 代入式①得： e =1.28＜ b/3=1.83m 偏心距满足要求，抗倾覆满足要求。 三、塔式起重机地基承载力验算：根据岩土工程详细勘察报告资料，1#塔吊 基础底板处承载力特征值为372Kpa 。取塔式起重机基础底土层的承载力标准值为 372Kpa ，根据《TCT5613塔式起重机使用说明书》，采用塔式起重机基础：长× 宽×高=5500×5500×1200的形式，塔吊采用预埋螺栓固定式，塔式起重机对地 面压应力为170Kpa ＜372Kpa 满足要求，直接按说明的大样图施工，不再做另外
塔吊天然基础计算 一、参数信息 塔吊型号:5610型，塔吊起升高度H=40.00m， 塔吊倾覆力矩M=1000.00kN.m，混凝土强度等级:C35， 塔身宽度B=2.50m，基础以上土的厚度D:=2.00m， 自重F1=1033.90kN，基础承台厚度h=1.50m， 最大起重荷载F2=80.00kN，基础承台宽度Bc=6.00m， 钢筋级别:II级钢。 二、基础最小尺寸计算 1.最小厚度计算 依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。 根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力，按照下式进行抗冲切计算： (7.7.1-2) 其中: F──塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力；其它参数参照规范。 η──应按下列两个公式计算，并取其中较小值，取1.00； (7.7.1-2) (7.7.1-3) η1--局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数； η2--临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数； βh--截面高度影响系数：当h≤800mm时，取βh=1.0；当h≥2000mm时，取βh=0.9，其间按线性内插法取用； ft--混凝土轴心抗拉强度设计值，取16.70MPa； σpc,m--临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在1.0-3.5N/mm2范围内，取2500.00； u m--临界截面的周长：距离局部荷载或集中反力作用面积周边h o/2处板垂直截面的最不利周长；这里取（塔身宽度+h o）×4=13.20m； h o--截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值； βs--局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，βs不宜大于4；当βs<2时，取βs=2；当面积为圆形时，取βs=2；这里取βs=2； αs--板柱结构中柱类型的影响系数：对中性，取αs=40;对边柱，取αs=30;对角柱，取αs=20. 塔吊计算都按照中性柱取值，取αs=40 。 计算方案：当F取塔吊基础对基脚的最大压力，将h o1从0.8m开始，每增加0.01m，至到满足上式,解出一个h o1；当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时，同理,解出一个h o2，最后h o1与h o2相加，得到最小厚度h c。经过计算得到：
设计题目：QTZ500塔式起重机总体及套架设计设计人：李洪爽设计项目计算与说明结果 前言 塔式起重机概述 塔式起重机发展情况 第1章前言 1.1 塔式起重机概述 塔式起重机是一种塔身竖立起重臂回转的起重机械。在工业与民用建筑施工中塔式起重机是完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。由于塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅度的80%，普通履带式、轮胎式起重机幅度利用率不超过50%，而且随着建筑物高度的增加还会急剧地减小。因此，塔式起重机在高层工业和民用建筑施工的使用中一直处于领先地位。应用塔式起重机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价起着重要的作用。同时，为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特点： 1.起升高度和工作幅度较大，起重力矩大。 2.工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能。 3.要求装拆、运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。 QTZ500型自升式塔式起重机，其吊臂长50米，最大起重量4吨，额定起重力矩50吨米。是一种结构合理、性能比较优异的产品，比较目前国内外同规格同类型的塔机具有更多的优点，能满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和构件的调运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。整机结构不算太大，可满足中小型施工的要求。 本机以基本高度（独立式）36米。用户需高层附着施工，只需提出另行订货要求，即可增加某些部件实现本机的最大设计高度100米，也就是附着高层施工可建高楼32层以上。 1.2 塔式起重机发展情况 塔式起重机是在二次世界大战后才真正获得发展的。战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。欧洲率先成功，1923年成
2#塔吊稳定性计算计算书 本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《建筑施工计算手册》（江正荣编著）等编制。 一、塔吊有荷载时稳定性验算 塔吊有荷载时，计算简图: 塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G──塔吊自重力(包括配重，压重),G=456.00(kN)； c──塔吊重心至旋转中心的距离,c=0.80(m)； h o──塔吊重心至支承平面距离, h o=20.00(m)； b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50(m)； Q──最大工作荷载,Q=60.00(kN)； g──重力加速度(m/s2),取9.81； v──起升速度,v=0.50(m/s)； t──制动时间,t=20.00(s)；
a──塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=13.70(m)； W1──作用在塔吊上的风力,W1=4.00(kN)； W2──作用在荷载上的风力,W2=0.30(kN)； P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=40.00(m)； P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.00(m)； h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=40.00m(m)； n──塔吊的旋转速度,n=1.00(r/min)； H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝38.00(m)； α──塔吊的倾斜角(轨道或道路的坡度)，α=2.00(度)。 经过计算得到K1=1.467； 由于K1≥1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求! 二、塔吊无荷载时稳定性验算 塔吊无荷载时，计算简图: 塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中K2──塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G1──后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=356.00(kN)； c1──G1至旋转中心的距离,c1=3.00(m)； b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50(m)；
塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，以一节一节的接长（高），好像一个铁塔的形式，还叫塔式起重机，用来吊施工用得钢筋、木楞、脚手管等施工原材料的设备。是建筑施工一种必不可少的设备。 塔吊（tower crane）尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡重，用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，还常在其尾部装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间又存在一定比例关系。平衡重量相当可观，轻型塔机一般至少要3～4t，重型的要近30t。 塔吊分类 按变幅方式可分为：1.俯仰变幅式；2.小车变幅式。 按操作方式可分为：1.可自升式；2.不可自升式。 按转体方式可分为：1.动臂式；2.下部旋转式。 按固定方式可分为：1.轨道式；2.水母架式。 按塔尖结构可分为：1.平头式；2.尖头式。 按作业方式可分为：1.机械自动；2.人为控制。 一、按有无行走机构 可分为移动式塔式塔吊和固定式塔吊。 移动式塔式塔吊根据行走装置的不同又可分为轨道式、轮胎式、汽车式、履带式四种。
轨道式塔式塔吊塔身固定于行走底架上，可在专设的轨道上运行，稳定性好，能带负荷行走，工作效率高，因而广泛应用于建筑安装工程。轮胎式、汽车式和履带式塔式塔吊无轨道装置，移动方便，但不能带负荷行走、稳定性较差，目前已很少生产。 固定式塔式塔吊根据装设位置的不同，又分为附着自升式和内爬式两种，附着自升塔式塔吊能随建筑物升高而升高，适用于高层建筑，建筑结构仅承受由塔吊传来的水平载荷，附着方便，但占用结构用钢多；内爬式塔吊在建筑物内部（电梯井、楼梯间），借助一套托架和提升系统进行爬升，顶升较繁琐，但占用结构用钢少，不需要装设基础，全部自重及载荷均由建筑物承受. 二、起重臂的构造特点 可分为俯仰变幅起重臂（动臂）和小车变幅起重臂（平臂）塔式塔吊。 俯仰变幅起重臂塔式塔吊是靠起重臂升降未实现变幅的，其优点是：能充分发挥起重臂的有效高度，机构简单，缺点是最小幅度被限制在最大幅度的30%左右，不能完全靠近塔身，变幅时负荷随起重臂一起升降，不能带负荷变幅。 小车变幅起重臂塔式塔吊是靠水平起重臂轨道上安装的小车行走实现变幅的，其优点是：变幅范围大，载重小车可驶近塔身，能带负荷变幅，缺点是：起重臂受力情况复杂，对结构要求高，且起重臂和小车必须处于建筑物上部，塔尖安装高度比建筑物屋面要高出15-20米。 三、塔身结构回转方式 可分为下回转（塔身回转）和上回转（塔身不回转）塔式塔吊。 下回转塔式塔吊将回转支承、平衡重主要机构等均设置在下端，其优点是：塔式所受弯矩较少，重心低，稳定性好，安装维修方便，缺点是对回转支承要求较高，安装高度受到限制。
塔吊的相关计算 按规范规定，塔吊安装时对基础的抗倾覆和地基承载力，附着杆及其预埋件进行验算，当附着按《塔吊使用说明书》要求的距离和角度进行施工时，可不用计算，，但在实际施工中，附着的施设往往和说明书要求不同，故需进行设计和验算。 第一部分附着的设计验算 一、附着的受力说明：附着主要是承受风载形成的水平剪力和扭 矩，以及塔吊运行时自身产生的扭矩。 二、附着计算式的两种状态： 1、塔基满载工作时，起重臂顺着塔身的x轴或y轴，风向垂直于 起重臂，如下图1. 2、塔基非工作时，起重臂处于塔身对角线处，风由起重臂吹向平 衡臂，如下图2.
说明：按规定状态图1情况下，风压采用工作风压，w=0.25KN/㎡，状态图2情况下没有扭矩，只有风压产生的水平剪力，故风压采用当地的基本风压W0 . 三、当塔吊在允许自由高度处，设第一道附着时，附着上部的自由 端为最大允许值时，此时的附着受力最大，如图3所示。 四、计算 1、大臂所受的风载p P=1.4(L1+L2)×h×W k1状态1 W k1= Us×W P=1.4×S×W k状态2 W k= βz×Us×Uz×Wo 式中：L1: 平衡臂长L2：起重臂长 h: 大臂臂身高度 W：工作风压
Wo：基本风压βz：风振系数 Us：风载体型系数Uz：风压高度变化系数 Wo、βz、Us、Uz俱可由《建筑结构荷载规范》中查取和计算。 2、塔身承受的风载 q=1.4×b1×Wk1状态1 q=1.4×b2×Wk 其中：b1：塔身高度 b2：塔身的角线长度 3、附着处，塔身截面所受的剪力和扭矩计算 （1）由p产生的剪力 V1=P/2(2+3a/L) （2）由q产生的剪力 V2=qL/8(3+8a/L+ba2/L2) （3）总剪力V= V1+ V2 （4）大臂上风力而产生扭矩T1= h Wk1(L22/2-L12/2) （5）总扭矩T= T1+ T2 T2 塔身工作时最大扭矩可由说明书上查设 4、附着杆内力计算 （1）状态1情况下计算简图如图4
塔吊附着计算 塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。 一、支座力计算 塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。 附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下: 风荷载取值 q=0.10kN/m 塔吊的最大倾覆力矩 M=630kN.m 计算结果: N w=54.375kN 二、附着杆内力计算 塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力: 计算简图:
方法的基本方程： 计算过程如下： 其中:1p为静定结构的位移； T i0为F=1时各杆件的轴向力； T i为在外力M和P作用下时各杆件的轴向力； l i为为各杆件的长度。 考虑到各杆件的材料截面相同，在计算中将弹性模量与截面面积的积EA约去，可以得到： 各杆件的轴向力为： 以上的计算过程将从0-360度循环，解得每杆件的最大轴压力，最大轴拉力：杆1的最大轴向拉力为：0.00kN； 杆2的最大轴向拉力为：52.52kN； 杆3的最大轴向拉力为：13.30kN； 杆4的最大轴向拉力为：8.87kN； 杆1的最大轴向压力为：5.74kN； 杆2的最大轴向压力为：57.81kN； 杆3的最大轴向压力为：42.07kN； 杆4的最大轴向压力为: 26.67kN。 五、附着杆强度验算 1．杆件轴心受拉强度验算 验算公式: =N/A n≤f 其中 N──为杆件的最大轴向拉力,取N=52.52kN；