塔吊基础计算方案.docx
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塔吊基础计算方案
塔式起重机基础计算方案书
工程名称:
施工单位:
编制人:
日期:
一、编制依据1
二、塔机属性1
三、塔机荷载2
四、基础验算4
五、基础配筋验算7
一、编制依据
1、工程施工图纸及现场概况
2、塔机使用说明书
3、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009》
4、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
5、《塔式起重机设计规范》GB13752-92
6、《混凝土结构设计规范GB50010-2010》
7、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
8、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
9、《建筑安全检查标准》(JGJ59-2011)
二、塔机属性
塔机型号QTZ40塔身桁架结构型钢
桁架结构宽度B1.5m塔机独立状态的计算高度H28m
三、塔机荷载
(一)塔机自身荷载标准值
塔身自重G0
109kN
起重臂自重G1
29.8kN
起重臂重心至塔身中心距离
R
20.7m
小车和吊钩自重G
3.1kN
G1
2
最大起重荷载Qmax
40kN
最大起重荷载至塔身中心最大距离RQmax
12.44m
最小起重荷载Q
9kN
最大吊物幅度R
48m
min
Qmin
最大起重力矩M2
490kN·m
平衡臂自重G3
20.7kN
平衡臂重心至塔身中心距离
RG3
6.5m
平衡块自重G4
82.5kN
平衡块重心至塔身中心距离
R
10.72m
G4
(二)风荷载标准值
工程所在地
内蒙古集宁市
工作状态
0.2
基本风压ω0(kN/m2)
非工作状态
0.6
塔帽形状和变幅方式锥形塔帽,小车变幅
B类田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市
地面粗糙度
郊区
工作状态
1.59
风振系数βz
非工作状态
1.67
风压等效高度变化系数μz
1.2
工作状态
1.95
风荷载体型系数μs
非工作状态
1.95
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α
0
0.35
风荷载标准值ωk
工作状态
0.8×1.2
×1.59×1.95×1.2×0.2=0.71kN/m
ωk=0.8βzμsμzω0
非工作状态
0.8×1.2
×1.67×1.95×1.2×0.6=2.25kN/m
2
2
(三)塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值F
109+29.8+3.1+20.7+82.5=245.1kN
k1
起重荷载标准值Fqk
40KN
竖向荷载标准值Fk
245.1+40=285.10kN
水平荷载标准值Fvk
0.71
×0.35×1.5×28
=10.44kN
29.8
×20.7+3.1×12.44-20.7×6.5-82.5×10.72+0.9×(490+0.5
k
倾覆力矩标准值M
×10.44×28)=209.02kN·m非工作状态
竖向荷载标准值Fk'245.1kN
水平荷载标准值Fvk'2.25×0.35×1.5×28=33.08kN
倾覆力矩标准值Mk'29.8×20.7-20.7×6.5-82.5×10.72+0.5×33.08×28=61.03kN·m
(四)塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1
1.2
F
k1=1.2×245.1=294.12kN
起重荷载设计值Fq
1.4Fqk=1.4×40=56.00kN
竖向荷载设计值F
294.12+56.00=350.12kN
水平荷载设计值Fv
1.4Fvk=1.4×10.44=14.62kN
倾覆力矩设计值M
1.2
×(29.8
×20.7+3.1×12.44-20.7×6.5-82.5
×10.72)+1.4×
0.9×(490+0.5×10.44×28)=365.33kN·m
非工作状态
竖向荷载设计值F'
1.2
F
k'=1.2
×245.1=294.12kN
水平荷载设计值F'
1.4
F
vk
'=1.4
×33.08=46.31kN
v
倾覆力矩设计值M'
1.2
×(29.8
×20.7-20.7×6.5-82.5×10.72)+1.4
×0.5×33.08×
28=165.86kN·m
四、基础验算
基础参数
承台梁长b
8m
承台梁宽l
1.6m
加腋部分宽度a
1m
基础高度h
1.25m
基础混凝土强度等级
C30
基础混凝土自重γ
3
混凝土保护层厚度δ
40mm
25kN/m
c
基础上部覆土厚度h’
0m
基础上部覆土的重度γ’
19kN/m3
地基参数
地基承载力特征值fak160kPa基础宽度的地基承载力修正系数ηb0.3
基础埋深的地基承载力修正系数
ηd
1.6
基础底面以下的土的重度γ
基础底面以上土的加权平均重度
γ
3
基础埋置深度d
19.3kN/m
m
修正后的地基承载力特征值fa
190.88kPa
地基变形
基础倾斜方向一端
基础倾斜方向另一端
基础倾斜方向的
mm
mm
沉降量S1
沉降量S2
基底宽度b'
基础底面积:
A=2bl-l
2
2
2
2
2
+2a=2×8×1.6-1.6
+2×1=25.04m
基础中一条形基础底面积:
A0=bl+2(a+l)a=8×1.6+2×(1+1.6)×1=18m2
基础及其上土的自重荷载标准值:
Gk=25.04×1.25×25=782.5kN
基础及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2×782.5=939kN
1、偏心距验算
条形基础的竖向荷载标准值:
Fk''=(Fk+Gk)A0/A=(285.10+782.5)18/25×.04=767.44kN
F''=(F+G)A0/A=(350.12+939)18/25×.04=926.68kN
e=(Mk+FVk·h)/Fk''=(209.02+10.441.25)/767×.44=0.29m
满足要求
2、基础偏心荷载作用应力
(1)、荷载效应标准组合时,基础底面边缘压力值
e=0.29m
I=lb3/12+2×al3/12+4×[a4/36+a2/2(a/3+l/2)2]
=1.6×83/12+2×1×1.63/12+4×[14/36+12/2×(1/3+1.6/2)2]=71.63
基础底面抵抗矩:
W=I/(b/2)=71.63/(8/2)=17.91m3
3
20kN/m
1.5m
mm
Pkmin=Fk''/A0-(Mk+FVk·h)/W=767.44/18-(209.02+10.441.25)/17×.91=30.24kPaPkmax=Fk''/A0+(Mk+FVk·h)/W=767.44/18+(209.02+10.441.25)/17×.91=55.03kPa
(2)、荷载效应基本组合时,基础底面边缘压力值
Pmin=F''/A0-(M+FV·h)/W=926.68/18-(365.33+14.621.25)/17×.91=30.06kPaPmax=F''/A0+(M+FV·h)/W=926.68/18+(365.33+14.621.25)/17×.91=72.9kPa
3、基础轴心荷载作用应力
2
Pk=(Fk+Gk)/A=(285.10+782.5)/25.04=42.64kN/m
4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηdγm(d-0.5)
=160+1.6×19.3×(1.5-0.5)=190.88kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
Pk=42.64kPa 满足要求! (3)、偏心作用时地基承载力验算 Pkmax=55.03kPa<1.2fa=1.2×190.88=229.06kPa 满足要求! 5、基础抗剪验算 基础有效高度: h0=h-δ-D/2=1250-40-25/2=1198mm 塔身边缘至基础底边缘最大反力处距离: a1=(b-1.414B)/2=(8-1.4141.5)/2=2×.94m 塔身边缘处基础底面地基反力标准值: Pk1=Pkmax-a1(Pkmax-Pkmin)/b=55.03-2.94(55×.03-30.24)/8=45.92kPa 基础自重在基础底面产生的压力标准值: PkG=Gk/A=782.5/25.04=31.25kPa 基础底平均压力设计值: P=γ((Pkmax+Pk1)/2-PkG)=1.35×((55.03+45.92)/2-31.25)=25.95kPa 基础所受剪力: V=pa1l=25.952×.94×1.6=122.07kN h0/l=1198/1600=0.75<4 0.25βcfclh0=0.25×1×14.3×1600×1198/1000=6852.56kN>V=122.07kN 满足要求! 6、地基变形验算 倾斜率: tanθ=|S1-S2|/b'=|46-50|/5000=0.0008<0.001 满足要求! 五、基础配筋验算 基础底部配筋: HRB4008Φ25基础上部配筋: HRB4008Φ22 基础腰筋配筋: HPB3008Φ16基础箍筋配筋: HPB300Φ12@200,4肢 1、基础弯距计算 基础底均布荷载设计值: q1=pl=25.951×.6=41.52kN/m 塔吊边缘弯矩: M=q1a12/2=41.522×.942/2=179.44kNm· 2、基础配筋计算 (1)、基础梁底部配筋 αS1=M/(α1fclh02)=179.4410×6/(1×14.3×1600×11982)=0.005 ζ1=1-12s1=0.005 γS1=1-ζ1/2=1-0.005/2=0.998 AS1=M/(γS1h0fy1)=179.44×106/(0.9981198××360)=417mm2 最小配筋率: ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451×.43/360)=max(0.2,0.18)=0.2% 最小配筋面积Amin=ρlh0=0.2×1600.0×1198=3834mm2 取两者大值,A1=3834mm2 基础底长向实际配筋: As1'=3925mm2>A1=3834mm2 满足要求! (2)、基础梁上部配筋 基础梁上部实际配筋: As2'=3040mm2'>0.5As1=1962.50mm2 满足要求! (3)、基础梁腰筋配筋 梁腰筋按照构造配筋HPB3008Φ16 (4)、基础梁箍筋配筋 箍筋抗剪 截面高度影响系数: βh=(800/h0)0.25=(800/1198)0.25=0.90 0.7βhftlh0=0.7×0.90×1.43×103×1.6×1198=1726.85kN>V=122.07kN 满足要求! 配箍率验算 ρsv=nAsv1/(ls)=4×113.04/(1600×200)=0.sv14%>,min=0ρ.24ft/fyv=0.24×1.43/270=0.13% 满足要求! (5)、基础加腋处配筋 基础加腋处,顶部与底部配置水平构造筋Φ12@200mm、竖向构造箍筋Φ8@200mm, 外侧纵向筋Φ10@200mm。
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