塔吊十字梁板式基础专项施工方案含计算书.docx
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塔吊十字梁板式基础专项施工方案含计算书
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十字梁板式基础计算书
工程信息:
工程名称:
未命名工程;方案编制人:
张工;编制日期:
2019-11-28。
施工单位:
建科研施工;建设地点:
和平西桥;地上层数:
13;地下层数:
3层;建筑高度:
40米;建筑面积:
10000m2;建设单位:
建科研建设公司;设计单位:
建科研设计院;监理单位:
建科研监理公司;勘查单位:
建科研勘察院;总工期:
360天;结构类型:
框架;
计算依据:
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)、《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-2017)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)编制。
一、参数信息
1)塔吊基本参数
塔吊型号:
QTZ63,塔吊最大起吊高度H0=40m,塔身宽度B=1.6m;
2)塔机自重参数
塔身自重G0=251kN,起重臂自重G1=37.4kN,小车和吊钩自重G2=3.8kN,平衡臂自重G3=19.8kN,平衡块自重G4=89.4kN,最大起重荷载Qmax=60kN,最小起重荷载Qmax=10kN;
3)塔机尺寸参数
起重臂重心到塔身中心的距离RG1=22m,小车和吊钩重心到塔身中心的距离RG2=11.5m,平衡臂重心到塔身中心的距离RG3=6.3m,平衡块重心到塔身中心的距离RG4=11.8m,最大起重荷载到塔身中心的距离RQmax=11.5m,最小起重荷载到塔身中心的距离RQmin=50m;
4)塔吊承台参数
承台长度b=8m,承台宽度l=1.1m,承台高度h=2m,十字梁腋宽度a=1m,承台混凝土强度等级:
C35,承台混凝土自重=25kN/m3,承台上部覆土厚度d=1.5m,承台上部覆土重度=17kN/m3;
5)塔吊基础参数
地基承载力特征值fa=150kN/m2,基础宽度地基承载力修正系数ηb=0.3,基础埋深地基承载力修正系数ηd=1.6,基础埋深地基承载力修正系数γ=25kN/m3,基础底面以上的土的加权平均重度γm=25kN/m3,承台埋置深度D=1.5m,修正后的地基承载力特征值fa=227.5kN/m2;
6)风荷载参数
塔身桁架杆件类型为:
型钢或方钢管,地面粗糙度类型为:
B类城市郊区,塔机计算高度h=43m,塔身前后片桁架平均充实率α0=0.35,塔身风向系数α=1.2,基本风压W0=0.45kN/m2(工程所在地:
北京,取50年一遇),风荷载高度变化系数μz=1.32,风荷载体型系数μs=1.95,风荷载风振系数βz=1.65;
7)十字梁基础配筋参数
基础配筋:
使用HPB235钢筋
计算简图:
二、荷载计算
1、自重荷载及起重荷载
1)塔机自重标准值
Fk1=251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.4kN;
2)基础自重标准值
基础底面积:
A=2×8×1.1-1.1×1.1+2×1×1=18.39m2
Gk=18.39×(2×25+1.5×17)=1388.44kN;
3)起重荷载标准值
Fqk=60kN;
2、风荷载计算
计算公式如下:
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
a.塔机所受风均布线荷载标准值
工作状态下ω0=0.2kN/m2
μz=1.32
μs=1.95
βz=1.59
α0=0.35
α=1.2
计算结果:
ωk=0.65kN/m2
qsk=0.44kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=18.92kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=406.78kN·m
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
a.塔机所受风均布线荷载标准值
非工作状态下ω0=0.45kN/m2(北京,取50年一遇)
μz=1.32
μs=1.95
βz=1.65
α0=0.35
α=1.2
计算结果:
ωk=1.53kN/m2
q'sk=1.03kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
F'vk=q'sk×H=44.29kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M'sk=0.5F'vk×H=952.24kN·m
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)大臂自重产生的向前力矩标准值
M1=37.4×22=822.8kN·m
2)最大起重荷载产生的最大向前起重力矩标准值
(Qmax比Qmin产生的力矩大)
M2=60×11.5=690kN·m
3)小车位于上述位置时的向前力矩标准值
M3=3.8×11.5=43.7kN·m
4)平衡臂产生的向后力矩标准值
M4=-19.8×6.3=-124.74kN·m
5)平衡重产生的向后力矩标准值
M5=-89.4×11.8=-1054.92kN·m
计算结果:
工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=M1+M3+M4+M5+0.9(M2+Msk)=673.94kN·m
非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
M'k=M1+M4+M5+M'sk=595.38kN·m
三、地基承载力计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)第4.1.2条承载力计算
基础梁的计算简图如下:
(图中b=8000mm,b1=1.414×B=2260mm,b2=(b-b1)/2=2870mm)
基础底面积:
A=2×8×1.1-1.1×1.1+2×1×1=18.39m2
基础中任一条基基础底面积:
A'=8×1.1+1×1.1+2×1×1=11.9m2
1)工作状态下
Fk=Fk1+Fqk=461.4kN
当轴心荷载作用时:
Pk=(461.4+1388.44)/18.39=100.59kN/m2
当偏心荷载作用时:
F'k=(461.4+1388.44)×11.9/18.39=1197.01kN
e=(673.94+18.92×2)/1197.01=0.59m
e<=b/4=8/4=2m,满足要求。
偏心距e≤b/6时,按小偏心计算:
W=(82×1.1)/6=11.73m3
Pkmax=1197.01/(8×1.1)+(673.94+18.92×2)/11.73=196.7kN/m2
Pkmin=1197.01/(8×1.1)-(673.94+18.92×2)/11.73=75.34kN/m2
由于条形基础底荷载为梯形荷载,所以按下式计算:
Pk1=75.34+(8-2.87)×(196.7-75.34)/8=153.16kN·m
2)非工作状态下
Fk=Fk1=401.4kN
当轴心荷载作用时:
Pk=(401.4+1388.44)/18.39=97.33kN/m2
当偏心荷载作用时:
F'k=(401.4+1388.44)×11.9/18.39=1158.19kN
e=(673.94+18.92×2)/1158.19=0.61m
e<=b/4=8/4=2m,满足要求。
偏心距e≤b/6时,按小偏心计算:
W=(82×1.1)/6=11.73m3
Pkmax=1158.19/(8×1.1)+(673.94+18.92×2)/11.73=192.29kN/m2
Pkmin=1158.19/(8×1.1)-(673.94+18.92×2)/11.73=70.93kN/m2
由于条形基础底荷载为梯形荷载,所以按下式计算:
Pk1=70.93+(8-2.87)×(192.29-70.93)/8=148.75kN·m
四、基础配筋计算
计算简图:
比较上述两种工况的计算,取最不利的基础截面弯矩:
Pk1=153.16kN·m
1.基础弯矩计算:
基础自重在基础底面产生的压力标准值
Pkg=Gk/A=1388.44/18.39=75.5kN/m2
基底均布荷载设计值
q1=1.35×[(196.7+153.16)/2-75.5]×1.1=147.65kN/m
最危险截面处弯矩设计值
M1=q1×b22/2=147.65×2.872/2=608.09kN·m
2.纵向钢筋面积计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
式中
1──系数,当混凝土强度不超过C50时,
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
1取为0.94,期间按线性内插法确定,承台使用C35混凝土,故
1=1;
fc──混凝土抗压强度设计值,承台使用C35混凝土,取16700kN/m2;
h0──承台的计算高度,取2-0.05=1.95m;
fy──钢筋强度设计值,使用HPB235钢筋,取210000kN/m2;
经过计算得:
s=608.09/(1×16700×8×1.952)=0.001
=1-(1-2×0.001)0.5=0.001
s=1-0.001/2=1
As=608.09/(1×1.95×210000)×1000000=1484.957mm2;
五、基础抗剪验算
最大剪力设计值:
Vmax=q1×b2=147.65×2.87=423.76kN
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第7.5.1条。
斜截面受剪承载力满足下面公式:
式中βc──混凝土强度影响系数,当混凝土强度不超过C50时,βc取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,βc取为0.80,期间按线性内插法确定,承台使用C35混凝土,故βc=1;
fc──混凝土抗压强度设计值,承台使用C35混凝土,取16700kN/m2;
h0──承台的计算高度,取2-0.05=1.95m;
l──十字梁基础宽度,取l=8m;
H0/l=1.95/8=0.24<=4,
所以公式右边V=0.25×1×16700×8×1.95=65130kN
验算结果:
Vmax≤V,满足要求。
六、地基基础承载力验算
修正后的地基承载力特征值fa=227.5kN/m
轴心荷载作用:
f≥Pk=153.16,满足要求。
偏心荷载作用:
f<1.2×Pkmax=1.2×196.7=236.04,不满足要求。
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- 塔吊 十字 板式 基础 专项 施工 方案 计算