塔吊基础的设计

一、根据国家标准《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-92）规定，作用在塔吊上的荷载分四类：

1、基本荷载：包括自重荷载、起升荷载、各种动荷载荷离心荷载； 2、附加荷载：主要是工作状态下的风载（统一取0.25kn/㎡） 3、特殊荷载：包括非工作状态下的风载（离地高0~20m，取0.8 kn/㎡；离地高20~100m，取1.10 kn/㎡；离地高＞100m，取1.30 kn/㎡）以及式验荷载和工作状态下碰撞荷载。

4、其它荷载：包括安装荷载，工作平台及通道所受荷载及运输荷载。 塔吊对基础的倾翻力矩：吊重产生的静矩，动载、风载产生的倾翻力矩。其中风载产生的倾翻力矩站主要部分，风载包括工作状态与非工作状态荷载。

二、塔基设计中的工况和荷载组合

1、塔吊的倾覆稳定性计算应按下列四种工况进行。 ①基本稳定性（工作状态，静态，无风） ②动态稳定性（工作状态，动态，有风） ③暴风侵袭（非工作状态） ④突然卸载（工作状态，料斗卸载） 2、稳定条件

各种条件下的最不利组合∑M＞0时，认为塔吊是稳定的；否则塔吊是不稳定。（计算中起稳定作用的力矩符号为正，起倾翻作用的力矩符号为负）

3、荷载系数

工况 1 2 3 4 自重荷载 1.0 1.0 1.0 1.0 起升荷载 1.5 1.3 0 -0.2 惯性或碰撞荷载 风荷载 说明 0 0 1.0 1.0 计算风压0.25 kn/㎡ 0 1.2 计算风压0.8~1.1 kn/㎡ 0 1.0 计算风压0.25 kn/㎡ 4、安全系数

荷载组合类别 基本荷载组合（A） 附加荷载组合（B） 特殊荷载组合（C） 安全系数（k） 1.48 1.34 1.22 拉伸、压缩、弯剪切 曲许用应力 允许应力 σA=σS/1.48 τA=σA/（31/2） σB=σS/1.34 τB=σB/（31/2） σC=σS/1.22 τC=σC/（31/2） 端面承压 许用应力 1.5σA 1.5σB 1.5σC 5、设计塔吊基础

按《建筑地基基础设计规范》（GB5007—2002）的要求，按地基承载力确定基础底面积或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；计算基础或桩承台强度和配筋时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，并采用相应的荷载分项系数：

基础所受垂直力 1.2 基础所受倾覆力矩及扭矩 1.4 基础所受水平力 1.4 6、满足塔吊基础稳定和强度的具体条件

《塔式起重机设计规范》规定，固定式塔吊使用的混凝土基础的设计应同时满足抗倾覆稳定性和强度的要求。

抗倾覆稳定性验算中，其地基土反力的偏心距e应满足下列条件： e=(M+Fh·h)/(Fv+Fg)≤b/3 （1）

地基土应力按下列公式验算：

PB=2(Fv+Fg)/［3b（b/2-e）］≤［PB］ （2）

式中：e—偏心距（m），为总的倾覆力矩（∑M）除以作用在基础上的总垂直力（∑N）之商，也等于地基土反力的合力到基础中心距离；

M—塔吊作用在基础上的弯矩（kN·m） Fv—塔吊作用在基础上的垂直力（kN） Fh—塔吊作用在基础上的水平力（kN） Fg—混凝土基础的重力（kN） PB—地基土的压应力（Kn/㎡） ［PB］—地基土的许用压应力（Kn/㎡） b—基础底板的长度或宽度（m） h—基础底板的高度（m） Fh Fv M h Fg ∑N e b b/2-e

A C B PB

3（b/2-e） 基础抗倾覆稳定性计算简图

从上图知，塔基的总垂直作用力∑N= Fv+Fg；而∑N又等于地基土的

总反力，即∑N= Fv+Fg=3b（b/2-e）×b×PB/2。该公式成立前提条件是： e≤b/3即合力∑N离基础边的距离应大于或等于（b/2-e）=b/2-b/3=b/6；地基土反力三角形图的底边AB长≥3（b/2-e）=b/2，所以基础抗倾覆稳定的条件是地基土反力三角形图顶点A的极限位置是基础中心点C。

例如：某塔吊制造厂所提供的固定式QTZ80F塔吊在未采用附着装置以前，基础受力最大，有关数据见下表

共 况 工作状态 非工作状态 塔吊垂直力Fv（KN） 水平力Fh（KN） 倾覆力矩M（KN·m） 扭矩M（KN·m） 717.47 496.43 51.24 98.63 1493.89 2100.52 212.5 0 厂家提出：当地耐力为0.095Mpa时，基础的尺寸为6250×6250×1350㎜，则基础混凝土重Fg=6.25×6.25×1.35×25=1318.36Kn

（1） 核算工作状态，将上述数值代入公式（1）： e=(1493.89+51.14×1.35)/(717.47+1318.36)