7525塔吊基础方案.docx
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7525塔吊基础方案
塔
基
施
工
方
案
编制:
审核:
批准:
二0一三年五月二十三日
方案目录
第一节、工程概况
1、工程介绍
钢结构主体采用钢框架结构,地上七层,地下一层。
其中一层、二层平面尺寸为48mx93m,三层以上平面尺寸为椭圆形。
主要柱网为(9m+8mx4+11m+8mx4+9m)x(9mx2+10m+9mx2)。
一层层高6m,二层层高6.2m,三层层高5.8m,四、五、六层层高4.8m,七层层高变化,最高处层高5m,建筑物总高度38.000m。
框架钢梁采用焊接或热轧H型钢,框架钢柱采用焊接箱形钢柱及方钢管混凝土柱。
楼板、屋面板采用现浇混凝土楼板。
占地面积3875平方米,总建筑面积为17797平方米,其中地下占4390平方米。
其功能包括:
公务机联检、贵宾休息室,客房及办公室、多功能厅等功能;地上及半地下共6层(局部7层),高38.0米。
其三维模型如下:
塔机选型:
一台中联TC7525,塔吊自由高度为51米,回转半径75米,最大起重量16吨,最大幅度时起重量2.5吨。
能够满足施工要求。
塔吊布置图如下:
2、编制依据
(1)设计蓝图
(2)《TC7525型塔式起重机安装使用说明书》
(3)《塔机塔式起重机安全规程GB5144-94》
(4)《起重设备安装施工及验收规范GB50278-98》
第二节、TC7525-16D塔吊基础设计及计算
基地工程;属于钢结构结构;地上1层;地下7层;建筑高度:
38m;标准层层高:
4.8m;总建筑面积:
4390平方米;本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
TC7525-16D
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
51.3
塔机独立状态的计算高度H(m)
64.5
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
2
二、塔机荷载
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN)
295.9
起重臂自重G1(kN)
148.35
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)
37.8
小车和吊钩自重G2(kN)
8
最大起重荷载Qmax(kN)
80
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)
15.5
最小起重荷载Qmin(kN)
25
最大吊物幅度RQmin(m)
75
最大起重力矩M2(kN·m)
Max[80×15.5,25×75]=1875
平衡臂自重G3(kN)
101
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)
10
平衡块自重G4(kN)
210
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)
18
2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地
云南昆明市
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.35
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽,小车变幅
地面粗糙度
B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)
风振系数βz
工作状态
1.59
非工作状态
1.69
风压等效高度变化系数μz
1.32
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
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α0
0.4
风荷载标准值ωk(kN/m2)
工作状态
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2=0.79
非工作状态
0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.35=1.46
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
295.9+148.35+8+101+210=763.25
起重荷载标准值Fqk(kN)
80
竖向荷载标准值Fk(kN)
763.25+80=843.25
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.79×0.4×2×64.5=40.76
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
148.35×37.8+8×75-101×10-210×18+0.9×(1875+0.5×40.76×64.5)=4288.19
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1=763.25
水平荷载标准值Fvk'(kN)
1.46×0.4×2×64.5=75.34
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
148.35×37.8-101×10-210×18+0.5×75.34×64.5=3247.34
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.2Fk1=1.2×763.25=915.9
起重荷载设计值FQ(kN)
1.4FQk=1.4×80=112
竖向荷载设计值F(kN)
915.9+112=1027.9
水平荷载设计值Fv(kN)
1.4Fvk=1.4×40.76=57.06
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.2×(148.35×37.8+8×75-101×10-210×18)+1.4×0.9×(1875+0.5×40.76×64.5)=5719.94
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.2Fk'=1.2×763.25=915.9
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.4Fvk'=1.4×75.34=105.48
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(148.35×37.8-101×10-210×18)+1.4×0.5×75.34×64.5=4382.76
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1.5
承台长l(m)
5.5
承台宽b(m)
5.5
承台长向桩心距al(m)
4
承台宽向桩心距ab(m)
4
桩直径d(m)
0.8
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
配置暗梁
否
矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=5.5×5.5×(1.5×25+0×19)=1134.38kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2Gk=1.2×1134.38=1361.25kN
桩对角线距离:
L=(ab2+al2)0.5=(42+42)0.5=5.66m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(843.25+1134.38)/4=494.41kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(843.25+1134.38)/4+(4288.19+40.76×1.5)/5.66=1263.27kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(843.25+1134.38)/4-(4288.19+40.76×1.5)/5.66=-274.45kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下:
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(1027.9+1361.25)/4+(5719.94+57.06×1.5)/5.66=1623.57kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(1027.9+1361.25)/4-(5719.94+57.06×1.5)/5.66=-429kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C35
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
50
桩入土深度lt(m)
18
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
否
桩混凝土类型
钢筋混凝土
桩身普通钢筋配筋
HRB4009Φ18
地基属性
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特征值qsia(kPa)
端阻力特征值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特征值fak(kPa)
碎石
20
5
8500
0.7
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长:
u=πd=3.14×0.8=2.51m
桩端面积:
Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=2.51×(19.5×5)+8500×0.5=4517.61kN
Qk=494.41kN≤Ra=4517.61kN
Qkmax=1263.27kN≤1.2Ra=1.2×4517.61=5421.13kN
满足要求!
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-274.45kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:
Qk'=274.45kN
桩身的重力标准值:
Gp=ltApγz=18×0.5×25=226.19kN
Ra'=uΣλiqsiali+Gp=2.51×(0.7×19.5×5)+226.19
=397.73kN
Qk'=274.45kN≤Ra'=397.73kN
满足要求!
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积:
As=nπd2/4=9×3.14×182/4=2290mm2
(1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:
Q=Qmax=1623.57kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.85×17×0.5×106+0.9×(360×2290.22))×10-3=7959.66kN
Q=1623.57kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=7959.66kN
满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值:
Q'=-Qmin=429kN
fyAS=360×2290.22×10-3=824.48kN
Q'=429kN≤fyAS=824.48kN
满足要求!
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ22@120
承台底部短向配筋
HRB400Φ22@120
承台顶部长向配筋
HRB400Φ22@120
承台顶部短向配筋
HRB400Φ22@120
1、荷载计算
承台有效高度:
h0=1500-50-22/2=1439mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(1623.57+(-429))×5.66/2=3378.77kN·m
X方向:
Mx=Mab/L=3378.77×4/5.66=2389.15kN·m
Y方向:
My=Mal/L=3378.77×4/5.66=2389.15kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=1027.9/4+5719.94/5.66=1268.13kN
受剪切承载力截面高度影响系数:
βhs=(800/1439)1/4=0.86
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:
a1b=(ab-B-d)/2=(4-2-0.8)/2=0.6m
a1l=(al-B-d)/2=(4-2-0.8)/2=0.6m
剪跨比:
λb'=a1b/h0=600/1439=0.42,取λb=0.42;
λl'=a1l/h0=600/1439=0.42,取λl=0.42;
承台剪切系数:
αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.42+1)=1
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