浅谈某商住楼施工塔吊基础设计

分类：建筑设计论文发表 时间：2012-12-29 10:29 关注：(1)

　　摘要：介绍七度抗震设防区的施工塔吊基础结构设计过程，包括塔吊工作状况、荷载计算、基础选型等，供同行参考。

　　关键词：塔吊基础;风荷载;倾覆矩;承载力

　　1、 工程概况

　　某商住楼是一栋集商业、住宅为一体的高层建筑，位于七度抗震设防区，地上31层，包括3层裙楼，地下2层。地下室为车库及设备用房，其中负2层为战时人防地下室，裙楼为商业用房，4层以上为单元式住宅。建筑高度为98.2米,总建筑面积为46000m2,属一类高层民用建筑。

　　2、 塔吊设计特点

　　随着高层建筑的不断发展，施工塔吊也在不断更新，随之也产生了一系列的安全问题。

　　近段时间塔吊事故时有发生，一部分原因是塔吊自身结构问题，而另外一点则是塔吊基础存在设计问题。这就提醒工程技术人员应该注意塔吊基础的设计。由于厂家在塔吊说明书上只是大概的注明工作状况，基础承台的配筋及预埋件大样，桩的形式则是一个大概的描述，往往造成施工单位对塔吊基础了解不够，造成了塔吊基础施工的随意性，为以后的安全留下了隐患。本项目已经完成，塔吊基础也接受了现场施工的考验，现将设计过程罗列出来，供同行指正参考。

　　3、基础设计

　　一、塔吊的工作状况：底板厚度h=1800mm.

　　底板自重g=25×1.8=45KN/㎡

　　取非工作状况最不利荷载M=2538KN·M

　　G1=590KN

　　Fh=97KN

　　二、风荷载计算：

　　塔吊首期高度30M，塔身1700×1700，塔臂长度50M，高1.5M。

　　W0=0.70KN/㎡

　　塔臂处WK=βZμSμZ W0 C类场地

　　μS=1.00 μZ=2.2×0.3=0.66

　　T1=0.013×30=0.39 W0 T12=0.11

　　βZ的计算: βZ=1+ ε=1.90,γ=0.78,φz=1,μz=1.00

　　β=1+1.90×0.78×1/1.0=2.48

　　Wk=2.48×1×0.66×0.7=1.15KN/㎡

　　塔臂W1=1.15×50×1.5=86 KN

　　塔身按塔臂的20%计算W2=17.5 KN

　　至塔脚Fv=104KN MF=86×30+17.5×15=2843 KN·M

　　三、地下室底板先浇捣部分(作为塔吊基础)取A～B轴距B轴3600处，20 ～21轴距21轴1700处为塔架中心，区间板块取(图上)竖向4800，横向7000。

　　底板重45×4.8×7=1512 KN

　　1、 抗倾覆核算：

　　抵抗矩M1d=(1512+590)×2.4×0.9=4540 KN·M

　　M2d=(1512×3.5+590×2.3)×0.9=5984 KN·M

　　倾覆矩M1q=(2538+97×1.8)×1.5=4069 KN·M

　　M2q=(2843+104×1.8)×1.5=4545 KN·M>M1d=4540 KN·M

　　在塔心周围布置6道锚杆，位置如下图。

　　单锚承受拉力N1=300KN，考虑锚杆拉力后，M1d=4540+300×3×2=6360 KN·M

　　可满足要求。

　　四、基底承载力核算：(以尽量不产生零应力为宜)。

　　(一) 短向：

　　1、 塔身配重产生力矩ΣM1=2538+97×1.8=2713 KN·M

　　考虑锚杆后M1=3421-300×2×3=913 KN·M

　　pmin=45+590/(4.8×7)-913/(7×4.82/6)=28.6 KN/M2>0

　　可满足要求。

　　2、 风载产生力矩ΣM2=2843+104×1.8=3030 KN·M

　　考虑锚杆后M2=3030-300×3×2=1230 KN·M

　　pmin=45+590/(4.8×7)-1230/(7×4.82/6)=16.8 KN/M2>0

　　可满足要求。 HHHHHh

　　(二) 长向：

　　1、塔身配重产生力矩ΣM1=2538+97×1.8+590×1.2=3421 KN·M

　　考虑锚杆后M1=3421-300×2×3=1621 KN·M

　　pmin=45+590/(4.8×7)-1621/(4.8×72/6)=21.2 KN/M2>0

　　可满足要求。

　　2、风载产生力矩ΣM2=3030 KN·M

　　考虑锚杆后M2=3030+590×1.2-300×3×2=1938 KN·M

　　pmin=45+590/(4.8×7)-1938/(4.8×72/6)=13.12 KN/M2>0

　　可满足要求。

　　五、考虑双向最不利情况，则角部锚杆可能会出现拉力过大，锚固力达不到要求，因此在短边增加两根锚杆，则总锚杆布置如下图。

　　4、设计体会

　　在塔吊基础设计中，首先应着重于了解塔吊工作状态，取最不利工作状态参数来进行计算。其次要考虑风荷载的影响，这一点也是设计人员往往所忽视的，从计算来看其产生的弯矩还大于塔吊自身的不利弯矩。在进行抗倾覆核算时在计算不满足的情况下可以考虑加桩来起到锚杆的作用。基底承载力核算时，以尽量不产生零应力为宜。最后要考虑桩不利工作状况，采取简洁有效的加固方案。

　　5、结语

　　经技术部门、安全部门进行了验收，对基础尺寸、隐蔽施工项目、水平偏差、地脚连接尺寸、接地电阻等项目进行检查，结果表明塔吊基础满足各项技术要求。塔吊全部完成后，经整体验收，满足了使用要求。

　　参考文献

　　[1] GB50009-2001(2006) 建筑结构荷载规范

　　[2] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范

　　[3] 工程塔吊工作的各项技术参数