7.3.1  混凝土承台基础应进行受弯和受剪配筋计算，考虑塔机混凝土基础一般为方形独立式不变截面高度，在满足本标准第7.2节构造要求下，可不进行受冲切验算。灌注桩顶面标高一般为底板底即混凝土垫层的顶面标高。h应是承台高度与格构式钢柱至桩顶设计标高的长度之和。

7.3.2  钢结构轴心受压构件的稳定系数应根据《钢结构设计标准》GB 50017-2017的规定，按b类截面查表D.0.2取用。根据塔机组合式基础中格构式钢柱的受力状态，修订版的轴心受压构件允许长细比［λ］取120，比国家标准《钢结构设计标准》GB 50017-2017的规定严格。当格构式钢柱分肢长细比λ1满足公式（7.3.2-3）～公式（7.3.2-4）时，可不验算轴心受压构件分肢的稳定性，以达到不使分肢先于构件整体失去承载能力的目的。

7.3.3  本条文的计算公式取自现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的规定，其中格构式钢柱构件的长细比λx、λy计算公式中的计算长度H0规定为承台厚度中心至格构式钢柱插入灌注桩2m的长度，系参照行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008第5.8.4条的规定，按格构式钢柱的上、下端近似为铰接考虑，故下端嵌入灌注桩应有最小长度的规定，且当基坑开挖至设计标高时，应快速浇筑混凝土垫层，详见本标准第8.1.8条基础施工的有关规定。格构式钢柱截面宜设计为方形，即λ0x＝λ0y，λx＝λy。若有特殊情况，截面也可设计为其他形式，其长细比按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的规定计算。本条的公式和图7.3.2所示的格构式组合构件截面相一致。

7.3.5  本条文公式中的M0、V0、N0均指单个缀件的内力。格构式钢柱的缀件在满足本标准附录B格构式钢柱缀件的构造要求时，本条文的公式可不验算。列出缀条式缀件的公式仅供特殊场合应用，一般应用缀板式缀件。

Ⅰ  塔机及基础概况

    1  塔机概况

    根据工程实况，采用塔机型号为QTZ80（ZJ5910），塔身为方钢管桁架结构，塔身桁架结构宽度为1.6m×1.6m，最大起重量为8t，最大起重力矩为90t·m，最大吊物幅度为59m，结构充实率为0.35，独立状态塔机最大起吊高度为40.5m，塔机计算高度为45.8m（取至锥形塔帽的一半高度），塔机工作地点为深圳市，现场为B类地面粗糙度。塔机以独立状态计算，按工作状态和非工作状态两种工况分别进行基础的受力分析。

    2  基础概况

    根据现场的岩土工程勘察报告和工程桩的选型，塔基的基桩选用φ800钻孔灌注桩，混凝土强度等级为C25，有效桩长为30m，桩身通长配筋1216，桩端持力层为可塑状态的粉质黏土，单桩竖向承载力特征值Ra＝850kN，单桩竖向抗拔承载力特征值R＇a＝580kN，承台尺寸b×l×h＝4800mm×4800mm×1300mm，承台位于地下室顶板之上，承台底标高为-0.80m，基桩顶面设计标高为-16.50m，格构式钢柱截面尺寸为480mm×480mm，分肢角钢∟160mm×12mm，缀板-390mm×280mm×12mm，插入灌注桩2.5m。基础平面示意及A-A剖面、B-B截面与桩身截面如图4所示。

Ⅱ  基础所受荷载的计算分析

    塔机QTZ80的竖向荷载如图5所示。图中各参数摘自浙江建机集团生产的QTZ80（ZJ5910）塔机的使用说明书。各种型号规格的塔机荷载简图应按实画出并计算。

    1  自重荷载及起重荷载

      1）塔机自重标准值：

1——暗梁；2——塔架立柱

1——暗梁；2——塔架立柱

G0——塔身自重；G1——起重臂自重；G2——小车和吊钩自重；G3——平衡臂自重；G4——平衡块自重；Qmax——最大起重荷载；

Qmin——最小起重荷载；RGi——塔机各分部重心至塔身中心的距离；RQmax、RQmin——最大、最小起重荷载至塔身中心相应的最大距离

      2）承台自重标准值：

      3）格构式钢柱自重标准值（4根）：

      4）起重荷载标准值：

    2  风荷载计算

      1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值（本标准附录A）。

      ①塔机所受风均布线荷载标准值（ω0＝0.20kN/m2）：

      ②塔机所受风荷载水平合力标准值：

      ③基础顶面风荷载产生的力矩标准值：

      2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值（本标准附录A）。

      ①塔机所受风线荷载标准值（ω＇0＝0.75kN/m2）：

      ②塔机所受风荷载水平合力标准值：

      ③基础顶面风荷载产生的力矩标准值：

    3  塔机的倾覆力矩

    塔机自身产生的倾覆力矩，向前（起重臂方向）为正，向后为负。

      1）起重臂自重产生的向前力矩标准值：

      2）最大起重荷载产生的最大向前起重力矩标准值：（Qmax较Qmin产生的力矩大）

      3）小车位于上述位置时的向前力矩标准值：

      4）平衡臂产生的向后力矩标准值：

      5）平衡重产生的向后力矩标准值：

    4  综合分析、计算

      1）工作状态下塔机对基础顶面的作用。

      ①标准组合的倾覆力矩标准值：

      ②水平荷载标准值：

      ③竖向荷载标准值：

    塔机自重：            

    基础承台自重：             

    格构式钢柱自重：             

    起重荷载：                 

    承台顶面竖向荷载标准值：  

    桩基顶面竖向荷载标准值：

      2）非工作状态下塔机对基础顶面的作用。

      ①标准组合的倾覆力矩标准值：

    无起重荷载，小车收拢于塔身，故没有力矩M2、M3。

      ②水平荷载标准值：

      ③竖向荷载标准值：

    塔机自重：        

    基础承台自重：     

    格构式钢柱自重：     

    承台顶面竖向荷载标准值： 

    桩基顶面竖向荷载标准值：

                 

    根据国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012第3.2.3条说明，工作状态的荷载效应组合标准值（Sk）可按下式简化计算：

    式中：SGk——按永久荷载标准值计算的荷载效应值；

          SQik——按可变荷载标准值计算的荷载效应值。

    上述两种工况作用于承台顶面的荷载标准值计算结果见表1。

注：水平荷载和倾覆力矩的作用方向均为塔身截面的对角线方向。

    比较上述两种工况的计算可知，本例塔机在非工作状态时对基础传递的倾覆力矩最大，故应按非工作状态的荷载组合进行地基基础设计。控制工况下（非工作状态）的倾覆力矩标准值小于塔机制造商的塔机使用说明书中提供值，原因是塔机制造商的提供值系根据国家标准《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-2017规定：沿海地区按基本风压0.80kN/m2～1.00kN/m2计算。若塔机现场的基本风压不小于1.00kN/m2，按本标准规定进行计算的结果，倾覆力矩标准值将大于塔机制造商的塔机使用说明书中提供值。

Ⅲ  混凝土承台设计

    计算承台受弯、受剪及受冲切承载力时按荷载效应的基本组合值设计，属高桩承台应计入承台自重，承台混凝土强度等级为C30，纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB300。

    1  承台受冲切验算

    角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台受角桩冲切的承载力验算。

    2  承台暗梁配筋计算

    承台暗梁截面b×h＝800mm×1300mm，钢筋采用HRB335，混凝土保护层厚度为35mm。

      1）荷载计算

    塔机塔身截面对角线上立柱的荷载设计值：

    式中：γG、γQ——分别为竖向（永久荷载）荷载及倾覆力矩（可变荷载为主）的荷载分项系数，Fmin负值表示拔力。

    暗梁自重简化为均布线荷载：

    式中：l0——暗梁的计算跨度，即对角线两端基桩的轴线距离。

    暗梁计算简图如图6所示。

      2）受弯计算

    A、B支座反力为：

    RA＝-87.35kN（支座反力向下）；RB＝755.27kN（支座反力向上）。

    最大弯矩设计值：

    根据国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010第6.2.10条规定，按强度等级为C30混凝土、钢筋HRB400的矩形截面单筋梁计算，配筋为：

    As＝1610mm2，小于最小配筋率ρmin＝＝2000mm2。实配622，As＝2281mm2＞ρmin，符合要求。

      3）受剪计算

    按国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010第6.3.1条、第6.3.2条、第6.3.4条规定设计。

    最大剪力在B支座截面，剪力设计值：

    验算受剪截面的限制条件：

    混凝土受剪承载力：

    箍筋按构造要求进行配筋，φ8@200（4肢箍），支承塔身立柱处和梁交叉处每侧加密箍筋3φ8@100（4肢箍）。

    3  承台配筋

      1）暗梁配筋截面简图如图7所示。架立筋为614，受力筋为622，箍筋为φ8@200（4肢箍）。

      2）承台基础上下面均配钢筋网12双向@200，竖向构造拉结筋φ12@500。

Ⅳ  格构式钢柱设计

    格构式钢柱按轴心受压构件设计。

    1  格构式钢柱构造

    钢柱的钢材为Q235，分肢由4∟160mm×12mm组成，缀板为-390mm×280mm×12mm，间距660mm，缀板与分肢角钢的连接焊缝厚度为8mm。钢柱上端伸入承台长度650mm，锚筋每分肢125，钢柱下端插入灌注桩2.5m。格构式钢柱截面如图8所示。

    2  基本参数计算

    格构式钢柱计算长度：H0＝0.65+15.70+2.0＝18.35（m）

    钢柱分肢的截面面积：A0＝37.44cm2

    钢柱分肢的重心距：Z0＝4.39cm

    钢柱分肢的惯性矩：Ix0＝Iy0＝916.58cm4

    钢柱分肢的回转半径：ix0＝iy0＝4.95cm

    钢柱分肢的对最小刚度轴的回转半径iv0＝3.18cm

    钢柱的截面面积：A＝4×37.44＝149.76（cm2）

    缀板间距：l1＝66.00cm

    3  轴向荷载计算

    取最不利的非工作状态下进行荷载的基本组合计算。

    4  承载力验算

      1）格构式钢柱分肢∟160mm×12mm对最小刚度轴1-1的长细比：

，符合要求。

      2）格构式钢柱长细比计算：

      钢柱截面惯性矩：

      钢柱截面回转半径：

      钢柱对x、y轴的长细比：

      3）格构式钢柱换算长细比：

    查国家标准《钢结构设计标准》GB 50017-2017附录D表D.0.2得稳定系数ψ＝0.611。

      4）格构式钢柱受压整体稳定承载力：

      5）同一截面处缀板线刚度之和：

Ⅴ  基桩设计

    倾覆力矩按最不利的对角线方向作用。

    1  基桩竖向承载力验算

    取最不利的非工作状态荷载进行验算。

      1）轴心竖向力作用下：

      2）偏心竖向力作用下：

    Qkmin为竖向拔力195.91kN＜R＇a＝580kN

    基桩竖向承载力符合要求，按抗压桩和抗拔桩设计。

    2  桩身轴心抗压承载力验算

    荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：

    φ800钻孔灌注桩桩身轴心抗压承载力设计值：

    3  桩身轴心抗拔承载力验算

    荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：

    φ800钻孔灌注桩通长配筋1216，桩身抗拉强度设计值：

符合要求。

7.3.7  型钢平台的各构件及连接焊缝均应按照国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的规定进行计算。十字式型钢平台可参考本标准第7.2.5条条文说明图3。