塔吊计算书

２、塔吊计算书

３、一、塔吊概况

４、本工程主体结构施工时共设塔吊1台，布设位置和塔吊编号见平面布置图。塔吊采用泰州市腾达建筑机械有限公司生产的QTZ400-1型塔吊，该塔吊式起升高度为31.5 m，附着式起升高度达110 m，工作臂长47 m，额定起重力矩400 kN•m，最大起重量4 t。

５、本工程结构最大高度36.8米，塔吊计划最大安装高度42米，(根据建筑施工手册p 665规定塔吊提升高度应高于实际需要的升运高度3m以上)中间按照QTZ400-1型塔吊说明书规定设24m处1道附墙，起重机中心距建筑物的距离为3.5m。

６、二、塔吊基础选择

７、厂家提供的说明书中要求基础混凝土强度采用C20，QTZ400-1型塔吊基础底面为十字交叉条形基础与中心扩展正方形基础结合的基础，条形基础断面尺寸650mm×1300mm，距离中心点3000mm，中心扩展基础尺寸为1800mm×1800mm。基础重量为25 t，如不足25 t，应另加压重。

８、铺设混凝土基础的地基下的土质要求均匀，承载能力不小于12.5t/m2，本工程粘土层的承载力满足塔吊基础对地基承载力的要求。基础上表面高出地面100mm，基础表面平面度为1000:1。

９、塔吊基础配筋及预埋件等均按使用说明书。

１０、三、QTZ400-1塔吊天然基础的计算书

１１、（一）参数信息

１２、塔吊型号：QTZ400-1，自重(包括压重)F1=450kN，最大起重荷载F2=40.00kN，塔吊倾覆力距M=400.00kN•m，塔吊起重高度=40.00m，塔身宽度B=1.40m，混凝土强度等级：C20，基础埋深D=1.3m，基础最小厚度h=1.30m，基础最小宽度Bc=0.65m。

１３、（二）塔吊基础承载力计算

１４、依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。

G3=38.9kNG2=3.8kNQmax=60kNG1=56kNQmin=10kNG4=130.6kNH0=40mG0=220kNRG3=6.5mRG4=11.8mRQmax=13.5mRG1=23mRQmin=57m１５、

1、QTZ80塔机竖向荷载简图

图

１６、塔机处于状态（无附墙）时，其受力为最不利状态，因此取塔机达到

附墙件高度24m时进行分析，分工作状态和非工作状态两种工况分别进行荷载组合。

１７、（三）工作状态时作用在塔式起重机上的荷载

１８、起升载荷载荷FQ = 40kN

１９、自重荷载查相关信息估算得Fg=450KN

２０、1、启动制动载荷

２１、起升动载系数φ2的确定（查表 4-1）

２２、 由QTZ400-1型塔吊说明书确定起升等级为HC2，当达到额定起重量且起升速度四倍率时较大vmax=70m/min=1.2m/s>0.2m/s故

２３、φ2=1.05+0.4×(1.2-0.2) =1.45

２４、φ2FQ = 1.45×40 = 58kN

２５、2、卸载载荷

２６、卸载冲击系数φ3的确定（假设悬吊的起升质量突然全部卸载）

２７、 φ3= 1 – 1.5Δm/m = 1 – 1.5 = – 0.5

２８、式中：Δm---起升质量的卸除部分；

２９、m---起重质量（kg）；

３０、φ3FQ = – 0.5×40 = – 20kN

３１、3、起升载荷(分块计算)

３２、起升冲击系数φ1 的确定

３３、 φ1= 1.0 ± ka（ka在0 ~0.1选取，取0.1）

３４、塔身 m1 = 0.36m = 0.36×45 = 16.20 t（QTZ400-1型塔吊是下回转式取大者）

３５、转台 m2 = 0.1m = 0.1×45 = 4.50 t

３６、起重臂架 m3 = 0.05m = 0.05×45 = 2.25 t（对水平臂架,该塔式起重机为水平臂架）

３７、配重臂架 m4 = 0.07m = 0.07×45 = 3.15 t（QTZ400-1型塔吊是下回转式取大者）

３８、配重 m5 = 0.34m = 0.34×45 = 15.30 t

３９、起升重量 m0=4 t

４０、起升荷载FQ60KN

运行冲击系数：2＝１.１

2Ｆｇ＝１.１×６０＝６６ＫＮ

3、回转惯性荷载

Fmk：w=0.04/s，R=５０m ，5=1.5,t0=5

5Fmk=1.5mwR/ t0=1.5×１.５×0.04×５０/5=０.６ＫN

4、运行惯性荷载

Fmt: 5mQa1.560.221.98KN

5、离心力

Ff=mw²R=１.５×0.04²×５０=０.１２KN

由荷载组合，对3,4,5进行组合，取最不利者，得3,4两点时荷载较大，其和为2.７８KN。

1）工作状态下风荷载计算公式：FW = CWpWA （工作状态计算风压不考虑高度变化）

PW2——工作状态最大计算风压，用于计算机构零件和金属结构的强度、刚度、稳定性，验算传动装置过载能力和整体抗倾翻稳定性，PW2=250Pa

CW——风力系数（查表 4-4 水平梁式臂架在侧向风作用下臂架取1.3，司机室悬空取1.2，塔身是型钢制成的平面桁架取1.6 平衡重取1.2）

A——迎风面积

①塔身工作状态最大风荷载计算：（垂直于对角线方向）

塔吊截面为正方形，截面边长比为1小于2，风荷载取为风向着矩形长边作用的1.2倍。

FW = CWpWA（工作状态计算风压不考虑高度变化）

CW——风力系数（两片平行平面桁架组成的空间结构其整体结构的风力系数可取单片结构的风力系数，塔身是型钢制成的平面桁架取1.6）

PW2——工作状态最大计算风压，用于计算机构零件和金属结构的强度、刚度、稳定性，验算传动装置过载能力和整体抗倾翻稳定性，PW2=250Pa

A——塔身垂直于风向的迎风面积（两片等高，形式相同的结构并列时考虑前片对后片的挡风作用）

其总迎风面积：A=A1+ηA2

A1 ---前片结构的迎风面积 A1 =w1A11 =0.5×33.6=16.8 m2 (型钢组成的桁架 结构充实率 w1 0.3~0.6，取 0.5 A11 ---前片结构的外形轮廓面积 A11=l×h=24×1.4=33.6m2)

A2 ---后片结构的迎风面积A2=w2A12＝0.5×58.8=16.8 m2 (型钢组成的桁架 结构充实率 w2 0.3~0.6，取 0.5 A12 ---前片结构的外形轮廓面积 A12=l×h=24×1.4=33.6m2)

η---两片相邻桁架的前片对后片的挡风折减系数 查 表 4-6（w为0.5，ls/h=1.4/1.4=1,查表得η=0.25）

其总迎风面积：A=A1+ηA2=16.8+0.25×16.8=21m2

FW = CWpWA =1.2×1.6×250×21=10.08KN

式中：1.2---塔吊截面为正方形，截面边长比为1小于2，风荷载取为风向着矩形长边作用的1.2倍。

②起重臂工作状态最大风荷载计算（三角形截面空间结构的风荷载按其垂直于风向的投影面积所受风力的1.25倍计算。

分两种情况考虑：

⒈ 风荷载沿着臂架方向作用：

FW = CWpWA（工作状态计算风压不考虑高度变化）

CW——风力系数（三角形截面水平梁式臂架取风力系数CW=1.3）

PW2——工作状态最大计算风压，用于计算机构零件和金属结构的强度、刚度、稳定

性，验算传动装置过载能力和整体抗倾翻稳定性，PW2=250Pa

A——塔身垂直于风向的迎风面积（起重臂相当于11片型式、尺寸相同且间隔相等的并列结构）总迎风面积：

111n10.49w1A110.50.50.49m2A=(1+η+η2+……﹢η11)w1An= 1= 10.49

式中：w1 ---型钢组成的桁架 结构充实率 0.3~0.6，取 0.5

11A11 ---前片结构的外形轮廓面积 A11=2l×h=2×0.955×1.05=0.5m2)

η---N片相邻桁架的前片对后片的挡风折减系数 查 表 4-6（w为0.5，ls/h=5/1.05=4.8,查表 后线性计算得 η=0.49）

FW = CWpWA=1.25×1.3×250×0.5=0.20KN

式中：1.25---三角形截面空间结构的风荷载按其垂直于风向的投影面积所受风力的1.25倍计算。

2.风荷载垂直臂架方向作用：

三角形截面空间结构的风荷载按其垂直于风向的投影面积所受风力的1.25倍计算。

FW = CWpWA（工作状态计算风压不考虑高度变化）

CW——风力系数（三角形截面水平梁式臂架取风力系数CW=1.3）

PW2——工作状态最大计算风压，用于计算机构零件和金属结构的强度、刚度、稳定性，验算传动装置过载能力和整体抗倾翻稳定性，PW2=250Pa

A——塔身垂直于风向的迎风面积A=wA1=0.5×54.21=27.1m2

w ---结构充实率，型钢组成的桁架结构充实率 0.3~0.6，取 0.5

A1---结构外形轮廓面积，A1=

1.052(0.9552)4754.21m22

式中：1.05---三角形截面高

0.955---三角形截面底边长度

47---起重臂架的长度

FW = CWpWA=1.25×1.3×250×54.21=22.02KN

式中：1.25---三角形截面空间结构的风荷载按其垂直于风向的投影面积所受风力的1.25倍计算。

比较两种情况，风荷载垂直作用在臂架时最不利情况。

二、荷载弯矩组合

1、确定基础预埋深度：取埋深d=1.5m

2、基础面积F的估算：

F=(N+G)/([d]-dd)=（６６０＋９００）/(200-20×1.5)=９．２m²

3、基础平面尺寸的确定： a=1.4F=４．２m 取６m

静态弯矩：M1=0.34mgL=15.6×10×9.5=1482KN·m

M2=0.07mgL=3.2×10×4.75=152 KN·m

M3=Fhh3kam3gh3=4.6×10×0.1×39.5=181.7 KN·m

M4=Fhh4kam4gh4=16.5×10×0.1×19.75=325.9 KN·m

M5=0.05mgL=2.3×10×2５=５７５KN·m

M6= mgL =６×10×１=６０KN·m

动态弯矩：M=（Fmt+

Ff）h=２．７８×39.5=１１０KN·m

M=M1+M2-M3-M4-M5-M6-M’=380.4KN·m

基础平面尺寸确定

满足两个条件

2dad① (N+G+)/a²=[(460+900+2.52)+20×1.2×6²)]/6²=58KN/m²

MM/Wd=308×6/6³=8.5KN/m²

2dad(N+G+)/a²+M=58+8.5=66.5KN/m²<[d]=200 KN/m² 满足要求

2dad② (N+G+)/a²-M=58-1.5×8.5=45 KN/m²>0 满足要求

4、初步确定基础高度：

H=x（a-a0）=0.38×（6-1.9）=1.6m h0 =1.6-0.07=1.53m,取h0=1.5

稳点性验算基础重量

(2Mk)/a=(2×380×1.4)/6=177KN5、验算混泥土基础的冲切强度：C25

tN/a2 =1560/36=43KN/m²

a=6ma02h0 =1.9+2×1.5=4.9m

则A1=(a/2-a0/2h0)a- (a/2-a0/2h0)²=0.19m²

A2=(a0h0)a =18.7m²

(0.75RLA2)/(kA1) =(0.75×1.43×18.7)/(2.2×0.19)=45.5KN/m² >43 KN/m²

6、配筋计算：HPB235

22(aa)(2aa)4.1t00 M=/24=43××(2×6+1.9)/24=418KN·m

6kM241810FgS0.875h0=2100.8751070=4252.01mm² 所需钢筋截面积：

Fg/（aH）=4252.01/(6000×1500)=0.04% <0.15% 则取0.15%

钢筋面积为0.15%×6000×1500=13500mm²