塔吊基础设计的计算方法

摘要： 通过ANSYS三维分析和VB配筋程序得到每一荷载组合的两个方向最大配筋，做为正方形塔吊基础配筋，并用VB优化程序进行优化，使得塔吊基础设计满足各种荷载的一般组合下地基承载力、抗弯、抗倾覆、抗冲切等多项要求。

Abstract： Trough three-dimens❤ional analysis by ANSYS andVB reinforcement procedures， this paper got the maximum reinforcement in two directionof each load combination as the square tower crane foundation reinforcement andused VB optimization procedures to make the tower crane foundation design meet the requirements of bearing capacity of foundation， resistance to bending， resistance to overturning and punching shear of various load combination.

关键词： 塔吊基础设计；计算方法；ANSYS；VB配筋程序；VB配筋优化程序

Key words： design of tower crane foundation；calculating methods；ANSYS；VB reinforcement procedures；VB reinforcement optimization program

0 引言

作用在塔吊结构上的荷载分为四类，即基本荷载、附加荷载、特殊荷载和其他荷载。基本荷载包括自重荷载、起升荷载、各种动荷载和离心力，附加荷载包括工作状态下的风荷载、温度荷载，特殊荷载包括非工作状态下风荷载、试验荷载、工作状态下的碰撞荷载，其他荷载包括安装荷载、工作平台各通道所受的荷载、运输荷载。其中，动荷载考虑起升质量动载系数？准2、起升质量卸载冲击系数？准3、自重荷载起升冲击系数？准1、运动质量冲击系数？准4、塔吊质量及起升质量水平惯性荷载、变幅及回转惯性（切向）荷载；风荷载分为工作状态风荷载和非工作状态风荷载。塔吊基础设计采用各种荷载一般组合的最不利情况[1]，如表1。手工得到各种荷载组合的最不利情况进而配筋是困难的。

1 塔吊基础设计的荷ฆ载计算

塔吊模型的建立主要通过编辑命令流（APDL）来实现[2][3]，以QTZ25型塔吊（技术参数如表2）为例，建立实体模型如图1。

在起升冲击荷载的计算中，由于在用ANSYS计算时，已经施加了重力加速度，当由于平衡臂或起重臂振动而使有关部件重力方向作用力增加或减小时，只考虑其变化量（F×ka），当ฬ重力方向作用力增加时，向Y轴负方向施加一个变化量，当重力方向作用力减小时，向Y轴正方向施加一个变化量。

将风荷载与所接地触的杆件的迎风面的高度H（beam 4实常数中的TKY）相乘得到线荷载后，再通过SFBEAM命令给单元施加风荷载。由于需加风荷载的杆件较多，采用了VB编程。VB程序中用到所有接触风荷载的单元编号、节点编号和节点坐标，用菜单中Nodes得到，将其复制并保存到jiedian.txt文件中。由于塔身斜杆沿X轴方向不是对称的，我们将模型进行修剪，得到背面接触到风荷载Ⓐ的节点，并将其保存到jiedian.txt文件中。同样的方法得到单元的编号，将其保存到danyuan.txt文件中。通过运行VB程序可以到得工作状态下风荷载命令流。

C3组合是由塔身自重荷载和非工作状态风荷载组合，在所有组合中MZ最大，MZ=-697kN・m，而且比任何组合情况下绕X方向的弯矩都要大。

2 整体式基础设计

整体式基础设计要满足地基承载力、抗弯、抗倾覆、抗冲切，所以取ANSYS三维分析得到每一荷载组合的两个方向最大配筋，做为正方形塔吊基础配筋。设基础高度为2m，通过VB程序得出配筋结果。通过对比发现，采用基础高度2m时所有荷载组合下基础配筋、基础边长几乎相等。

编制VB程序对整体式基础设计进行优化，将最小基础高度设定为0.5พm，验算地基承载力、抗弯、抗倾覆、抗冲切以及基础边长