文档介绍：塔式起重机固定式基础的设计朱森林(湖南省建六公司设备公司,湖南长沙410007[摘要]为解决施工现场布置塔式起重机基础,因受建筑物结构等影响不能按塔机说明书提供的标准图样进行时,对基础功能进行剖视分析,提出容合建筑物结构作为塔机基础的方法。[关键词]塔式起重机基础受力构造[中图分类号]TH2133[文献标识码]B[文章编号]10011366(200003001204在建筑工程中常采用固定附着式塔式起重机,其需要稳固的基础,在实际施工中由于各种原因需要更改原塔机基础设计。下面对塔机基础的变更设计进行分析探讨。1固定式塔机基础受力情况塔式起重机在未附着状态产生的各种作用力均直接作用在基础上。如以未附着时最大架设高度状态下产生的各种载荷加于基础来计算,并以使用较广泛的机重50t的QT80型塔机为例,其倾覆力矩Mmax约1800kNm,其固定使用基础承受的载荷见表1。从表1中可看出,塔机作用在基础上的载荷主要有重力G、水平力W、倾覆力矩M及扭矩Mk,其中水平力W较小,略去不计;扭矩Mk也不很大,一般只在配筋计算时考虑。因此在塔机基础的计算中主要考虑垂直力G及倾覆力矩M两项载荷。图5腹杆所受轴向压力示意图4腹杆采用505的等边角钢,截面积S3=48cm2,绕最小刚度轴11的回转半径r=098cm,腹杆计算长度l0=94cm,计算长细比=96,查得轴心受压杆件稳定系数=0631。腹杆的稳定计算:=Fn/(S3=129MPa<170MPa校核结果:安全。5结论根据以上分析计算可知,QT60/80塔机加强后的臂架(如图2所示在危险截面B、D和E处的强度、稳定均满足安全条件的要求,上弦杆和腹杆也满足单肢稳定的要求,如果局部结构处理合理该改造方案是可行的。杨颖,副教授,河北张家口市建国路33号收稿日期:19990311!12!设计研究建筑机械化2000(32塔机基础的设计计算21基础几何尺寸计算按基础抗倾覆及地基土壤承载能力计算基础几何尺寸。选方形基础为例,将各种参数简化后可建立图1所示的力学模型。图中G1为塔机作用载荷,G2为基础砼质量,Mmax为最大倾覆力矩,则(G1+G2b/2=kMmax(1G2=rb2h(2将(2代入(1得(G1+rb2hb/2=kMmax(3式中k安全系数,取k为2;r砼容重。图1塔机方型基础力学模型示意图在应用(3式进行初始计算时,式中有b、h两个未知数,这里应考虑基础底面的单位压力应小于选用地基土壤的容许承载力,以保证地基不会发生陷滑破坏,即建立在弹性地基上。地基主要承受载荷G1、G2及Mmax,由于实际分布原因应理解为偏心受压基础,但偏心距eb/6,故可忽略。假设砼基础是刚体,则2bK3=M,K=3M2b,而b4P∀=K=3M2b,P∀=6Mb2,P#=6Mb21b=6Mb3式中P∀基础边缘所作用于土壤上压力总和;P#基础边缘所作用于土壤上单位面积压力。Pmax=G1+G2A+P#=G1+rb2hb2+6Mb3∃%P&(4联立公式(3和(4即可求出b、h。确定基础几何尺寸后即可确定砼基础的体积和质量。22配筋计算221底板钢筋方形的塔机基础在承受前述荷载时沿塔身四周产生弯曲,当弯曲应力超过基础抗弯强度时基础底板将发生弯曲破坏。此时基础底板为双向弯曲板,将土壤压力按对角线划分,则基础按边长方向产生的弯矩应等于图2中梯形底面积上土壤压力所产生的力矩。由图2可知,基础承受反力的最大弯矩产生在塔身边沿截面II处,应有MI=112S2(2b+b∀(Pimax+PiI(5式中MI截面II处弯矩(kNm;Pimax基础底面边缘最大压力(kN/m2;PiI基础底面II处压力(kN/m2;S截面II至基底边缘最大压力处距离(m;b、b∀基础底边长及塔身边长(m。图2基础承受压力示意图根据底板内力可计算截面所需的钢筋面积As=M/09h0fy(6式中M配筋截面处的设计弯矩(Nmm;fy钢筋的抗拉强度设计值(N/mm2;h0基础钢筋高度(cm。!13!2000(3建筑机械化设计研究222抗扭钢筋前面提到,塔机在工作状态产生的扭矩Mk对基础有一定的影响,但其作用载荷不大,一般QT80型塔机均不大于30tm,按∋混凝土结构设计规范(中钢筋砼的受扭公式来计算,均不需要配置抗扭钢筋。实际在一般塔机使用说明书中提供的基础图样也未设置过抗扭钢筋,所以此时的扭矩Mk应由砼的强度来承受,其计算公式为Mk/Wt<025fc(7式中Wt为截面抗扭塑性抵抗矩,对于塔机基础方形截面Wt=b3/3;fc为砼的标准强度。若在现场实际借用建筑物结构的设计,如校核强度不够应以提高砼的标号来解决。如特殊情况下需要配置扭钢筋,应按∋混凝土结构设计规范(中的计算公式,这里就不赘述了。23确定基础高度及竖直钢筋基础板块在塔机重力作用下应是局部集中荷载,有可能因强度不够而发生