轻工路塔吊基础方案5613.doc
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轻工路塔吊基础方案5613.doc
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塔式起重机基础方案
目录
一、编制依据 1
二、安装位置 1
三、计算书 1
四、计算结果 9
五、塔机相关数据 10
六、塔式起重机基础一般构造要求 13
七、相关参数 14
1
塔式起重机基础方案
工程概况:
佛山轻工路1#-21#楼及地下室项目工程位于佛山市**************。
本工程建筑面积约155219.37平方米。
设计单位:
广东省*****公司;施工单位:
广东******;监理单位:
广东*******有限公司。
一、编制依据
1.《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2011);
2.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012);
3.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010);
4.《简明钢筋混凝土结构计算手册》;
5.《地基及基础》(高等数学教学用书)(第二版);
6.建筑、结构设计图纸;
7.塔式起重机使用说明书;
8.《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992);
9.《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012);
10.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
二、安装位置
QTZ80(5613-6)塔式起重机安装位置在坐标X=2548343.916,Y=508777.510
三、计算书
本工程建筑面积155219.37平方米,总高度67.15米;
塔式起重机型号QTZ80(5613-6),臂长56米,安装高度75米;
塔身尺寸1.6m,
1、塔式起重机基础受力情况:
荷载工况
基础荷载
P(kN)
M(kN.m)
塔机垂直力Fk
水平力Fh
倾覆力矩M
扭矩MZ
工作状态
548.7
18.5
1693
300
非工作状态
487.5
74.7
1766
--
比较桩基础塔式起重机的工作状态和非工作状态的受力情况,塔式起重机基础按非工作状态计算
Fk=487.5kNFh=74.7kNM=1766+74.7*1.30=1863.11KN.m
Fk,=487.5*1.35=658.125KNFh,=74.7*1.35=100.85KN
Mk=(1766+74.7*1.30)*1.35=2515.20kN.m
2.桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度L
(m)
桩侧阻力标准值
qsia(kPa)
岩层桩端极限阻力标准值qpa(kPa)
桩侧岩层和桩端岩层岩样抗压强度frs、frp(kPa)
qsiai
(kN/m)
抗拔摩阻力折减系数
λi
λi
qsia*i
(kN/m)
1
淤泥质土
2.3
11
25.3
0.4
10.12
2
粉质粘土
4.7
18
84.6
0.6
50.76
3
淤泥质土
2.5
12
30
0.4
12
4
粉质粘土
4.1
35
143.5
0.65
93.275
5
强风化泥质砂岩
1.5
100
3600
150
0.7
105
桩长
15.1
∑qsia*Li
433.4
∑λiqsia*Li
271.155
3、基础设计主要参数
基础桩采用8根φ500预应力管桩;
桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2;ft=2.22N/mm2,
桩长15.10m,壁厚125mm;钢筋HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2
承台尺寸长(a)=5.80m,宽(b)=5.80m,高(h)=1.40m;
桩中心与承台中心0.75m,另一个方向桩中心与承台中心2.25m,
承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3
Gk=abhγ砼=5.80×5.80×1.40×25=1177.4kN
塔式起重机基础钢筋见附图:
尺寸示意图
4、桩顶作用效应计算
(1)竖向力
1)轴心竖向力作用下
Nk=(Fk+Gk)/n=(487.5+1177.4)/8=208.11kN
2)偏心竖向力作用下
按照Mx作用在对角线进行计算,Mx=Mk=1863.11kN.m,yi=0.75×20.5=1.06m,y2=2.25*20.5=3.19
Nk=(Fk+Gk)/n±Mxyi/Σyi2=208.11±(1863.11*1.06)/(3.19^2+1.06^2)=208.11±174.77
Nkmax=382.88kN,Nkmin=33.34kN(基桩承受竖向拉力)
(2)水平力
Hik=Fh/n=74.7/8=9.34kN
5.单桩允许承载力特征值计算
管桩外径d=500mm=0.50m,内径d1=500-2×125=250mm=0.25m,hb=1.50
hb/d=1.50/0.50=3.00,λp=0.16×3.00=0.48
(1)单桩竖向极限承载力标准值计算
Aj=π(d2-d12)/4=3.14*(0.502-0.252)/4=0.15m2,Apl=πd12/4=3.14×0.252/4=0.05m2
Qsk=u∑qsiki=πd∑qsiki=3.14×0.50×433.4=680.44kN
Qpk=qpk(Aj+λpApl)=3600.00×(0.15+0.48×0.05)=626.4kN,
Quk=Qsk+Qpk=680.44+626.4=1306.84kN
Ra=1/KQuk=1/2*1306.84=653.42kN
(2)桩基竖向承载力计算
1)轴心竖向力作用下
Nk=208.11kN<Ra=653.42kN,竖向承载力满足要求。
2)偏心竖向力作用下
Nkmax=382.88kN<Ra=1.2*653.42=784.104kN,竖向承载力满足要求。
6.桩基水平承载力验算
(1)单桩水平承载力特征值计算
I=π(d4-d14)/64=3.14×(0.504-0.254)/64=0.0029m4
EI=EcI=3.80×107×0.0029=110200kN.m2
查表得:
m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m
bo=0.9(1.5d+0.5)=1.13m=1130mm
α=(mbo/ECI)0.2=(6.00×1000×1.13/110200)0.2=0.57
αL=0.57×15.10=8.61>4,按αL=4,查表得:
υx=2.441
RHa=0.75×(α3EI/υx)χoa=0.75×(0.573×110200/2.441)×0.01=62.70kN
(2)桩基水平承载力计算
Hik=9.34kN<Rha=62.70kN,水平承载力满足要求。
7.抗拔桩基承载力验算
(1)抗拔极限承载力标准值计算
Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1/8*(0.75*2+0.50)*4*271.155=271.16kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=271.155×3.14×0.50=425.71kN
(2)抗拔承载力计算
Ggp=Ggp1+Ggp2=5.80*5.80*1.60*18.80/4+5.80*5.80*13.60*(18.80-10)/4=1259.48kN
Gp=Gp1+Gp2=0.15×1.70×25+0.15×13.60×(25-10)=36.98kN
Tgk/2+Ggp=271.16/2+1259.48=1395.06kN>Nkmin=33.34kN,基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
Tuk/2+Gp=425.71/2+36.98=249.84kN>Nkmin=33.34kN,基桩呈非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
7.抗倾覆验算
(1)a1=2.5m,bi=4.75m,
倾覆力矩M倾=M+Fhh=1766+74.7*1.50=1878.05kN.m
抗倾覆力矩M抗=(Fk+Gk)ai+2(Tuk/2+Gp)bi
=(487.5+1177.4)*2.5+2*(425.71/2+36.98)*4.75=6535.68kN.m
M抗/M倾=6535.68/1878.05=3.48
抗倾覆验算3.48大于1.6,满足要求。
(2)
ai=1m,bi=1.75m,
倾覆力矩M倾=M+Fhh=1766+74.7*1.50=1878.05kN.m
抗倾覆力矩M抗=(Fk+Gk)ai+2(Tuk/2+Gp)bi
=(487.5+1177.4)*1+4*(425.71/2+36.98)*1.75=3413.75kN.m
M抗/M倾=3413.75/1878.05=1.81
抗倾覆验算1.81大于1.6,满足要求。
8.桩身承载力验算
(1)正截面受压承载力计算
按照Mx作用在对角线进行计算,Mx=Mk=2515.20kN.m,yi=0.75×20.5=1.06m,y2=2.25*20.5=3.19
Nk=(Fk‘+1.2Gk)/n±Mxyi/Σyi2=(658.125+1.2*1177.4)/8±(2515.20*1.06)/(3.192+1.062)
=258.88±235.95
Nkmax=494.82kN,Nkmin=22.93kN
Ψc=0.85,ΨcfcAj=0.85*35.90*1000*0.15=4577.25kN
正截面受压承载力=4577.25kN>Nkmax=494.82kN,满足要求。
(2)预制桩插筋受拉承载力验算
插筋采用HRB400,fy=360.00N/mm2,取4Ф20,As=4×314=1256mm2
fyAs=360×1256=452160N=452.16kN
fyAs=452.16kN>Nkmin=22.93kN,正截面受拉承载力满足要求。
M倾/(2(x1+x2)As)=1878.05*1000/(2*(0.75+2.25)*1256)=249.21N/mm2
M倾/(2(x1+x2)As)=249.21N/mm2<360.00N/mm2,满足要求。
(3)承台受冲切承载力验算
1)塔身边冲切承载力计算
Fι=F-1.2ΣQik=Fk,=658.12kN,ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm
βhp=1.0+[(2000-1400)/(2000-800)]×(0.9-1.0)=0.95
а0=0.75-0.50/2-1.60/2=-0.30m,λ=а0/ho=-0.30/1.30=-0.23,λ<0.25,λ=0.25
β0=0.84/(λ+0.2)=0.84/(0.25+0.2)=1.87
um=4×(1.60+1.30)=11.60m
βhpβ0umftho=0.95×1.87×11.60×1.57×1000×1.30=42059.70kN
承台受冲切承载力=42059.70kN>Fι=658.12kN,满足要求。
2)角桩向上冲切力承载力计算
N1=Nk,=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=658.12/8+2515.20*1.06/(3.192+1.062)=708.99kN
λ1x=λ1y=а0/ho=-0.30/1.30=-0.23,λ<0.25,λ=0.25,c1=c2=2.00+0.25=2.25m
V=2Nk,=2*708.9
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