塔吊基础计算书.docx
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塔吊基础计算书.docx
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塔吊基础计算书
一、工程概况
本工程为地下车库,框架——剪力墙结构,5层,总建筑面积7628.30㎡。
车库为地下一层,地下车库结构为框架剪力墙结构,建筑高度.米。
本工程在采用QTZ60型<全高20米,独立式〉二台,以满足工程的施工高峰期的垂直运输要求。
二、主要技术参数
该塔吊为水平臂架、小车变幅回转自升式塔机,臂长35M~45M,最大幅度100M,独立高度40M,最大平衡重力矩80.5T,最大幅度45M,最小幅度1.9M,平衡重11.6T~13.32T。
现根据工程实际情况选用臂长为45M,平衡重为13.32T的塔吊。
三、塔吊安装位置及基础设计
根据施工平面布置图,塔吊分别安装于18#、29#楼。
根据塔吊使用说明书提供的数据和现场地质勘察资料进行计算,决定采用四桩承台基础,预应力管桩长分别为10M,承台尺寸为5.0×5.0×1.25M,砼强度等级C30。
塔吊基础布置见附图。
四、塔机安装
QTZ60塔机的最大安装高度为21.44M,最大安装重量为5.7T,最大安装重量重心高度为15.4M,最适合的吊装机械是汽车吊装机,其吊装灵活,机动性大。
根据塔机安装情况。
进场一台16T汽吊和一台8T汽吊完成安装任务。
1、安装前的准备工作:
了解现场布局和土质情况,清理障碍物,准备吊装机械、钢丝绳、绳扣等常用工具。
2、安装步骤
吊装第一节加强节时应注意方向,有踏步的2根主弦组成的平面必须垂直于建筑物,与基础地脚用4个Cr40高强度螺栓联接为一体,并坚固好,然后用同样方法吊装第二节加强节,安装时注意有踏步的两根主弦杆要对准下面一节有踏步的主弦,上面的爬梯也应和下面对准。
在地面上将爬升架拼装成整体,并装好液压系统,然后将爬升架吊起套在加强节外面。
(应注意爬升架的外伸框架要求与建筑物方向平行,以便施工完成后拆除塔吊),并使套架上的爬爪搁在最下的基节的踏步上(套架上有油缸的一面对准塔身上的踏步的一面套入)。
在地面上,先将上、下支座以及回转机构、回转支承、平台等装为一体,然后将这一套部件吊起安装在塔身节上,用4个销子和40Cr钢特制的高强螺栓将下座分别与爬升架和塔身相连。
然后再安装塔帽、回转塔身、平衡臂等,再吊起重量为1.65t的平衡块一块,放在平衡臂的最后部。
在地面上将超重臂按次序装配好,用汽车超重机将吊臂平稳吊起,提升中必须保持吊臂处于水平位置,使得超重臂能够顺利地安装到回转塔身的吊臂铰点上。
超重臂安装完毕后,再吊起其余几块平衡块放于平衡臂上。
最后检查塔机电线线路,各种限位装置等是否良好。
3、塔身标准节的安装
将超重臂旋转至引入塔身标准节的方面,调整好爬升架导轮与塔身之间的间隙,一般以2—3mm为宜,放松电缆长度略大于总的爬升高度,并坚固好电缆。
在地面上先将四个引进滚轮固定在塔身标准节的四个角上,然后吊起标准节并安放在外伸框架上,调整小车的位置,使得塔吊的上部重心落在顶升油缸梁的位置上,将顶升横梁顶在塔身的踏步上,开动液压系统使活塞杆全部伸出,当塔身上方刚好有装入一个标准节的空间时,利用引进滚轮在外伸框架滚动,把标准节引至塔身的正上方,对准标准节的螺栓连接孔,缩回油缸至上、下标准节接触时,用40Cr高强螺栓将上下塔身标准节连接牢靠,卸下引进滚轮,调整油缸的伸缩长度,将下支座与塔身连接牢固,即完成一节标准节的加节工作。
若连续加几节标准节,则可按照以上步骤连续几次即可。
塔机加节完毕,应旋转臂架至不同的角度,检查塔身节各接头处高强度螺栓是否拧紧。
五、附墙安装
将环梁包在塔身外,然后用16个M24的螺栓连接起来,再提升到附着位置;调整螺栓,使得顶块能顶紧塔身;吊装三根撑杆,并调节调整螺栓,使之符合长度的要求,用经纬仪检查塔机轴心的垂直度,其垂直度在全高上不超过1/1000,垂直度的调整可通过调整三根附着用撑杆的长度及顶块而获得。
超过标准长度处的撑杆用钢桁架接长。
本工程共设附墙二道。
六、塔机拆卸
塔机的拆卸方法与安装方法基本相同,只是工作程序与安装相反,即后装的先拆,先装的后拆,但是在拆卸过程中不能马虎大意,防止发生人身及设备安全事故。
七、安全技术措施
1、塔式起重机配专职司机,司机必须受过专业训练,身体健康。
2、塔吊安装后,须经过运转试验才能投入运行。
3、塔吊安装好后,应重新调节好各种安全保护装置和限位开关,夜间作业必须有足够的照明。
4、塔吊操作前,进行安全技术交底,明确分工,统一信号。
5、塔吊严禁在风速大于六级及雷雨操作,机身必须有可靠接地。
6、起落机架时,要明确分工,统一指挥。
7、高空作业时要挂安全带,地面作业要戴好安全帽。
8、各个环节均应遵守安全操作规程,零件、工具严禁随便往下抛扔。
9、作业人员严禁酗酒,严禁打劳战,操作时精神集中,发现异常,立即停机。
10、吊物上升时,吊钩距重臂端不得小于1M。
11、工作休息或下班时,不得将重物悬挂空中。
12、工作完毕,起重机升到轨道中部位置停放,并用夹轨钳夹紧在轨道上。
塔吊基础计算书
本工程采用二台QTZ60型塔吊,分别安装在18#、29#楼。
因该场地地质条件较好,利用天然地基及预应力管桩,经分析比较决定采用预应力管基础。
一、计算参数
1、地质情况
根据勘察公司地质勘察报告,与塔吊基础设计有关的各土层情况如下:
层
号
岩土
名称
土层厚度(M)
极限侧阻力标准值qsik
极限端阻力标准值qpa
地基承载力特征值fpa
ZK34
ZK15
①-1
杂填土
2.6
1.5
10(经验值)
60(经验值)
②-1
砂质粉土
0
1.4
30
②-2
砂质粉土
4.5
3.7
32
②-3
细砂
8.5
7.1
30
500
②-4
砂质粉土
7.8
6.2
28
⑤-1
淤泥质
粉质粘土
2.2
5.8
18
2、塔吊荷载
±0.000相对黄海标高7.500M,场地相对标高-0.7M,塔吊承台底面相对标高-5.8M。
塔吊承台尺寸为4500*4500*1200㎜,砼强度等级C25;承台下设四根φ600M钻孔灌注桩,桩身混凝土强度等级C20,桩中心距3500MM,以②-3细砂土层作为桩端持力层,桩顶伸入承台50MM,有效桩长约13.0米。
根据浙江建筑机械厂QTZ60型塔吊使用说明书,塔吊采用固定式工作方式(参照QTZ60型塔吊B方式安装),吊钩高度40.1米,按非工作状态考虑,该塔吊对基础最不利荷载为:
塔吊自重垂直力:
F=434KN
倾覆力矩:
M=1628KN.M
水平力:
H=66.2KN
总的倾覆力矩:
M=1628+66.2×.20=1707.4KN.M
塔吊混凝土基础(承台)自重标准值:
G=4.5×.5×.20×5=607.5KN
单桩自重标准值Gp=π÷4×0.62×13×25=91.9KN
二、设计依据
1、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
4、《J建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
5、本工程设计图纸及地质勘察资料
6、浙江建筑机械厂《QTZ60塔吊起重机使用说明书》
三、设计计算
1、桩基计算
(1)桩基竖向力:
承台顶面不覆土,抗拔时计入承台浮力
F浮=4.5×1.20×10=243KN
Nmax=434+1.2×607.51707.4
+=290.8+344.9=635.7KN
4√2×3.5
Nmin=434+607.5-2431707.4
-=199.6-344.6=-145.3KN
4√2×3.5
(2)桩基竖向承载力:
根据JGJ94-94第5.2.8条,得
Qsk=u∑qsikQ×li=0.6π×(10×2.6+32×4.5++30×5.9)=654.1kN
π
Qpk=qpkAp=500××0.62=141.4Kn
4
查规范GB5007表5.2.4得ηb=0,ηd=1.0
故修正后的地基承载力特征值为:
Fa=fak+ηbγ(b-3)+ηbγm(d-0.5)=60+0+1.0×12×3.2=98.4kpa
=fzAc/n=98.4×4.52/4=498.2KN
桩直径D=0.69m,桩间距Sa=3.5m,承台宽度Bc=4.5m,桩长1=3m,所以Sa/d=5.83,Bc/1=0.346,查表得ηs=1.01,ηp=1.13,ηci=0.20,ηce=0.98,γs=γs=1.67,γc=1.65.
而Ac=4.52=20.25m2,Aci=4.12=16.81m2,Ace=20.25-16.81=3.44m2,
故ηc=(ηciAci+ηceAce)=(0.2×16.81+0.98×3.44)/20.25=0.333。
根据JGJ94-94第5.2.2.2条,桩基的竖向承载力设计值为:
R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc=(1.01×654.1+1.13×141.4)/1.67+0.333×498.2/1.65=491.3+100.5=591.8KN
(3)、桩身竖向承载力:
桩身4强度等级C20,其轴心抗压强度设计值fc=9.6Mpa,抗拉强度设计值ft=1.1Mpa.
因为ψcfcA=0.8×9.6π÷4×6002=2171.5KN>γoNmax,所以桩身竖向承载力满足要求,可按构造配筋考虑。
桩内通长配置8φ18主筋、8φ@200螺旋箍筋的钢筋笼,实配As=2036mm2.
(4)抗压安全验算:
根据JGJ94-94第5.2.1条,有
λ0Nmax=1.0×635.7=635.7KN≤1.2R=1.2×591.8=710.2KN
并且λ0N=290.8KN≤R=591.8KN
满足抗压验算要求。
(5)抗拔安全验算:
根据JGJ94-94第5.2.17条,λ0N≤Uk/γs+Gp
其中基桩的抗拔极限承载力标准值Uk根据JGJ94-94第5.2.18.2条,
Uk=∑λiqsikuili=π×0.6×(0.70×32×4.5+0.5×30×5.9)=356.8KN(粉土抗拔系数λi=0.70,砂土抗拔系数λi=0.50)。
因此,λiN=1.0×145.3×145.3≤Uk/γs+Gp=356.8/1.67+91.9=305.6KN
满足抗拔验算要求。
(6)桩基材料的受拉承载力:
fy=300N/mm2,As=2036mm2,故fyAs=300×2036=610.8KN>λ0N=145.3KN,满故足要求.
(7)水平承载力验算:
因水平荷载较小,且抓哏配筋筋较大(配筋率pg=0.72%),故水平承载力满足要求.
2、承台计算:
(1)承台配筋计算:
Nijmax=635.7-607.5=483.8KN
4
M=∑Nijmaxyi=2×483.8×0.95=919.2KNM
M919.2×106
As===3012.8mm2
0.9fyho0.9×300×1130
Asmin=0.15%×4500×1200=8100mm2
按构造要求配筋,取26根φ20,实配As=8168mm2,双层双向。
上下层主筋每隔一根主筋设梅花状拉结筋φ14。
(2)承台抗冲切验算:
①受柱(即塔吊)冲切验算
承台砼采用C25,其抗压强度设计值ft=1.27Mpa
=1.0×434×+1.2×607.5=1163KN
λ=ao/ho=(1.75-0.8×0.6/2)/1130=0.628
0.72
a==0.534
λ+0.72
aflumho=0.534×1.27×9.072×1130=6952.3KN
因为λ0Fl≤4a(h+a)flho,所以受柱冲切满足要求。
②受角桩冲切验算
λ0Nl=1.0×635.7×635.7KN
λ=al/ho=0.628
0.48
a==0.580
λ+0.2
2al(c+al/2)flho=2×0.580×1.116×1.27×1130=1857.8KN
因为λ0Nl≤2al(c+al/2)flho,所以受角桩冲切满足要求。
塔吊基础计算书
本工程采用二台QTZ60型塔吊,分别安装在18#、29#楼。
因该场地地质条件较好,利用天然地基及预应力管桩,经分析比较决定采用预应力管基础。
二、计算参数
3、地质情况
根据勘察公司地质勘察报告,与塔吊基础设计有关的各土层情况如下:
层
号
岩土
名称
土层厚度(M)
极限侧阻力标准值qsik
极限端阻力标准值qpa
地基承载力特征值fpa
①-1
耕土
0.3-1.
10(经验值)
60(经验值)
①-2
素填土
层厚1
30
②-1
砂质粉土
0.4-1.8
32
②-2
砂质粉土
2.0-3.3
30
500
②-3a
砂质粉土
0.9-3.8
28
②-3b
粘质粉土
0.5-2.6
18
4、塔吊荷载
±0.000相对黄海标高7.500M,场地相对标高-0.7M,塔吊承台底面相对标高-5.8M。
塔吊承台尺寸为4500*4500*1200㎜,砼强度等级C25;承台下设四根φ600M钻孔灌注桩,桩身混凝土强度等级C20,桩中心距3500MM,以②-3细砂土层作为桩端持力层,桩顶伸入承台50MM,有效桩长约13.0米。
根据浙江建筑机械厂QTZ60型塔吊使用说明书,塔吊采用固定式工作方式(参照QTZ60型塔吊B方式安装),吊钩高度40.1米,按非工作状态考虑,该塔吊对基础最不利荷载为:
塔吊自重垂直力:
F=434KN
倾覆力矩:
M=1628KN.M
水平力:
H=66.2KN
总的倾覆力矩:
M=1628+66.2×.20=1707.4KN.M
塔吊混凝土基础(承台)自重标准值:
G=4.5×.5×.20×5=607.5KN
单桩自重标准值Gp=π÷4×0.62×13×25=91.9KN
二、设计依据
1、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
4、《J建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
5、本工程设计图纸及地质勘察资料
6、浙江建筑机械厂《QTZ60塔吊起重机使用说明书》
三、设计计算
1、桩基计算
(1)桩基竖向力:
承台顶面不覆土,抗拔时计入承台浮力
F浮=4.5×1.20×10=243KN
Nmax=434+1.2×607.51707.4
+=290.8+344.9=635.7KN
4√2×3.5
Nmin=434+607.5-2431707.4
-=199.6-344.6=-145.3KN
4√2×3.5
(2)桩基竖向承载力:
根据JGJ94-94第5.2.8条,得
Qsk=u∑qsikQ×li=0.6π×(10×2.6+32×4.5++30×5.9)=654.1kN
π
Qpk=qpkAp=500××0.62=141.4Kn
4
查规范GB5007表5.2.4得ηb=0,ηd=1.0
故修正后的地基承载力特征值为:
Fa=fak+ηbγ(b-3)+ηbγm(d-0.5)=60+0+1.0×12×3.2=98.4kpa
=fzAc/n=98.4×4.52/4=498.2KN
桩直径D=0.69m,桩间距Sa=3.5m,承台宽度Bc=4.5m,桩长1=3m,所以Sa/d=5.83,Bc/1=0.346,查表得ηs=1.01,ηp=1.13,ηci=0.20,ηce=0.98,γs=γs=1.67,γc=1.65.
而Ac=4.52=20.25m2,Aci=4.12=16.81m2,Ace=20.25-16.81=3.44m2,
故ηc=(ηciAci+ηceAce)=(0.2×16.81+0.98×3.44)/20.25=0.333。
根据JGJ94-94第5.2.2.2条,桩基的竖向承载力设计值为:
R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc=(1.01×654.1+1.13×141.4)/1.67+0.333×498.2/1.65=491.3+100.5=591.8KN
(3)、桩身竖向承载力:
桩身4强度等级C20,其轴心抗压强度设计值fc=9.6Mpa,抗拉强度设计值ft=1.1Mpa.
因为ψcfcA=0.8×9.6π÷4×6002=2171.5KN>γoNmax,所以桩身竖向承载力满足要求,可按构造配筋考虑。
桩内通长配置8φ18主筋、8φ@200螺旋箍筋的钢筋笼,实配As=2036mm2.
(4)抗压安全验算:
根据JGJ94-94第5.2.1条,有
λ0Nmax=1.0×635.7=635.7KN≤1.2R=1.2×591.8=710.2KN
并且λ0N=290.8KN≤R=591.8KN
满足抗压验算要求。
(5)抗拔安全验算:
根据JGJ94-94第5.2.17条,λ0N≤Uk/γs+Gp
其中基桩的抗拔极限承载力标准值Uk根据JGJ94-94第5.2.18.2条,
Uk=∑λiqsikuili=π×0.6×(0.70×32×4.5+0.5×30×5.9)=356.8KN(粉土抗拔系数λi=0.70,砂土抗拔系数λi=0.50)。
因此,λiN=1.0×145.3×145.3≤Uk/γs+Gp=356.8/1.67+91.9=305.6KN
满足抗拔验算要求。
(6)桩基材料的受拉承载力:
fy=300N/mm2,As=2036mm2,故fyAs=300×2036=610.8KN>λ0N=145.3KN,满故足要求.
(7)水平承载力验算:
因水平荷载较小,且抓哏配筋筋较大(配筋率pg=0.72%),故水平承载力满足要求.
2、承台计算:
(1)承台配筋计算:
Nijmax=635.7-607.5=483.8KN
4
M=∑Nijmaxyi=2×483.8×0.95=919.2KNM
M919.2×106
As===3012.8mm2
0.9fyho0.9×300×1130
Asmin=0.15%×4500×1200=8100mm2
按构造要求配筋,取26根φ20,实配As=8168mm2,双层双向。
上下层主筋每隔一根主筋设梅花状拉结筋φ14。
(2)承台抗冲切验算:
①受柱(即塔吊)冲切验算
承台砼采用C25,其抗压强度设计值ft=1.27Mpa
=1.0×434×+1.2×607.5=1163KN
λ=ao/ho=(1.75-0.8×0.6/2)/1130=0.628
0.72
a==0.534
λ+0.72
aflumho=0.534×1.27×9.072×1130=6952.3KN
因为λ0Fl≤4a(h+a)flho,所以受柱冲切满足要求。
②受角桩冲切验算
λ0Nl=1.0×635.7×635.7KN
λ=al/ho=0.628
0.48
a==0.580
λ+0.2
2al(c+al/2)flho=2×0.580×1.116×1.27×1130=1857.8KN
因为λ0Nl≤2al(c+al/2)flho,所以受角桩冲切满足要求。
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