1、格构柱塔吊基础施工方案设计杭政储出【2009】108号地块商业金融兼教育科研用房东侧塔吊基础施工补充方案编制：审核：审批：浙江广诚建设有限公司二0一二年七月第一章 编制依据塔基专项施工方案编写依据7.20下午专家论证意见地质勘察报告钢结构设计规范GB 50017-2003杭州新天地综合体E地块 岩土工程勘察报告杭建监总（2012）13号文件 “塔式起重机安全规程”GB5144-2006“塔式起重机技术条件” GB/T 5031-2008 “建筑机械使用安全技术规程”JGJ33-2001“施工现场临时用电安全技术规范”JGJ46-2005“建筑桩基技术规范”JGJ94-2008“固定式塔式起重机
2、基础技术规程”DB33/T1053-2008 “建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安装技术规程”JGJ196-2010“钢结构工程施工质量验收规范”GB50205-2001“钢筋焊接验收规程”JGJ18-2003“塔式起重机砼基础工程技术规程”JGJ/T187-2009“建筑施工安全检查标准”JGJ59- 2011）塔吊使用说明书“关于加强建筑起重机械租赁、安装拆卸和使用安全管理的若干意见”杭建监总201033号第二章 计算书基本参数东侧塔吊入土桩长（有效桩长）孔位持力层构造承台21.1m（10.6m）ZK116-2强风化4m*4m*0.4m,C25混凝土，配筋双层双向18300(HRB335
3、)主肢规格支撑构件格构柱顶标高桩顶标高L140*12L140*12-9.7m-10.9m经计算，塔吊基础承载力符合要求1、塔吊基本参数塔吊型号：QT80A； 标准节长度b：3m；塔吊自重Gt：449kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：高强10.9级；最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：36mm；塔吊起升高度H：40m； 塔吊地脚螺栓数目n：16个；塔身宽度B: 1.6m； 2、格构柱基本参数格构柱计算长度lo：18.6m； 格构柱缀件类型：缀板；格构柱缀件节间长度a1：0.5m； 格构柱分肢材料类型：L140x12；格构柱基础缀件节间长度a2：1.5m； 格构柱钢板缀件参数:宽400m
4、m，厚12mm；格构柱截面宽度b1：0.48m； 格构柱基础缀件材料类型：L140x12；3、基础参数桩中心距a：1.5m； 桩直径d：0.8m；桩入土深度l：10.6m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；桩混凝土等级：C35； 桩钢筋型号：HRB335；桩钢筋直径：20mm； 钢平台宽度：1.98m； 钢平台厚度：0.04m；钢平台的螺栓直径：36mm； 钢平台的螺栓数目：16个；钢平台的螺栓性能等级：高强10.9级； 4、塔吊计算状态参数地面粗糙类别：C类 有密集建筑群的城市郊区；风荷载高度变化系数：1.13；主弦杆材料：角钢/方钢； 主弦杆宽度c：250mm；非工作状态：所处城市：
5、浙江杭州市， 基本风压0：0.45 kN/m2；额定起重力矩Me：0kNm； 塔吊倾覆力矩M：1668kNm； 工作状态：所处城市：浙江杭州市， 基本风压0：0.45 kN/m2，额定起重力矩Me：630kNm； 塔吊倾覆力矩M：1039kNm； 非工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算作用在基础上的垂直力：N=Gt=449.00=449.00kN；2、塔吊倾覆力矩最大弯矩值Mkmax=1668.00kNm；作用于承台顶面的作用力：Fk=449.00kN； Mkmax=1668.00kNm； Vk=71.00kN；图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向
6、进行验算。（1）、桩顶竖向力的计算Nik=(Fk+Gk)/nMxkxi/xj2式中：n单桩个数，n=4； Fk作用于桩基承台顶面的竖向力标准值； Gk桩基承台的自重标准值； Mxk承台底面的弯矩标准值； xi单桩相对承台中心轴的X方向距离； Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=Fk/4+(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=449.00/4+(1668.001.502-0.5)/(2(1.502-0.5)2)=898.55kN；最小压力：Nkmin=Fk/4-(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=449.00/4-(1
7、668.001.502-0.5)/(2(1.502-0.5)2)=-674.05kN；需要验算桩基础抗拔力。（2）、桩顶剪力的计算V0=1.2Vk/4=1.271.00/4=21.30kN；二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nvb=nvd2fvb/4=13.1436.002310/4=315.54kN；Nv=1.2Vk/n=1.271.00/16=5.32kN315.54kN；螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算 n1Nt = Nmin其中：n1塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4； Nt每一颗螺栓所受的力；Ntb=de2ftb/4=3.1432.252500/
8、4=408.36kN；Nt=1.2Nkmin/n1=1.2674.05/4.00=202.22kN408.36kN；螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算 (Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 1其中：Nv、Nt 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力； Nvb、Ntb、Ncb 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(5.32/315.54)2+(202.22/408.36)2)0.5=0.50；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。三、承台验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nv=Vk/n=71.00
9、/16=4.44kN；Nvb=nvd2fvb/4=13.1436.002310/(41000)=315.54kN；螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算 n1Nt = Nmin其中：n1塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； Nt每一颗螺栓所受的力；Nt=Nmin/n1=674.05/4.00=168.51kN；Ntb=de2ftb/4=3.1432.252500/(41000)=408.36kN；螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算 (Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 1其中：Nv、Nt 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力； Nvb、Ntb、Ncb 一个普
10、通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(4.44/315.54)2+(168.51/408.36)2)0.5=0.41；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L140x12A =32.51cm2 i =4.31cm I =603.68cm4 z0 =3.90cm每个格构柱由4根角钢L140x12组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+A（b1/2z0）2 4=603.68+32.51(48.00/2-3.90)24=54952.18cm4；An1=A4=32.514=130.04cm2；W1=I
11、x1/(b1/2-z0)=54952.18/(48.00/2-3.90)=2733.94cm3；ix1=(Ix1/An1)0.5=(54952.18/130.04)0.5=20.56cm；2、格构柱平面内整体强度1.2Nmax/An1=1078.26103/(130.04102)=82.92N/mm2f=300N/mm2；格构柱平面内整体强度满足要求 。3、格构柱整体稳定性验算L0x1=a2=1.50m；x1=L0x1102/ix1=1.50102/20.56=7.30；单肢缀板节间长度：a1=0.50m；1=L1/iv=50.00/2.77=18.05；0x1=(x12+12)0.5=(7.
12、302+18.052)0.5=19.47；查表：x=0.95；1.2Nmax/(xA)=1078.26103/(0.95130.04102)=86.96N/mm2f=300N/mm2；格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x1=19.47=150 满足；单肢计算长度：l01=a1=50.00cm；单肢回转半径：i1=4.31cm；单肢长细比：1=lo1/i1=50/4.31=11.60.7max=0.550=25；因截面无削弱，不必验算截面强度。分肢稳定满足要求。五、整体格构柱基础验算1、格构柱基础力学参数单肢格构柱力学参数：Ix1=54952.18cm4 An1=130.04cm2
13、W1=2733.94cm3 ix1=20.56cm格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数：Ix2=Ix1+An1(b2102/2-b1102/2)24=54952.18+130.04(1.50102/2-0.48102/2)24=1572744.88cm4；An2=An14=130.044=520.16cm2；W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1572744.88/(1.50102/2-0.48102/2)=30838.13cm3；ix2=(Ix2/An2)0.5=(1572744.88/520.16)0.5=54.99cm；2、格构柱基础平面内整体强度1.2N/An+1
14、.4Mx/(xW)=538.80103/(520.16102)+2335.20106/(1.030838.13103)=86.08N/mm2f=300N/mm2；格构式基础平面内稳定满足要求。3、格构柱基础整体稳定性验算L0x2=lo=18.60m；x2=L0x2/ix2=18.60102/54.99=33.83；An2=520.16cm2；Ady2=232.51=65.02cm2；0x2=(x22+40An2/Ady2)0.5=(33.832+40520.16/65.02)0.5=38.26；查表：x=0.91； NEX = 2EAn2/1.10x22NEX=65661.20N； 1.2N/
15、(xA) + 1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX) f1.2N/(xA)+1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX)=-0.34N/mm2f=300N/mm2；格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x2=38.26=150 满足；单肢计算长度：l02=a2=150.00cm；单肢回转半径：ix1=20.56cm；单肢长细比：1=l02/ix1=150/20.56=7.3674.053kN；Tuk/2+Gp=1092.4/2+133.204=679.403kN674.053kN；桩抗拔满足要求。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算按照构造要求配筋。As=d2/40
16、.65%=3.148002/40.65%=3267mm22、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算经过计算得到桩抗拔满足要求，只需构造配筋！配筋值：HRB335钢筋，1120。实际配筋值3456.2 mm2。工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算作用在基础上的垂直力：N=Gt+Q=449.00+60.00=509.00kN；2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值Mkmax=1039.00kNm；3、每根格构柱的受力计算作用于承台顶面的作用力：Fk=509.00kN； Mkmax=1039.00kNm； Vk=31.00kN；图中x轴的方
17、向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。（1）、桩顶竖向力的计算Nik=(F+G)/nMyyi/yj2；式中：n单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面的竖向力标准值； G桩基承台的自重标准值； My承台底面的弯矩标准值； yj单桩相对承台中心轴的Y方向距离； Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=Fk/4+(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=509.00/4+(1039.001.502-0.5)/(2(1.502-0.5)2)=617.04kN；最小压力：Nkmin=Fk/4-(Mkmaxa2-0.5)/(2
18、(a2-0.5)2)=509.00/4-(1039.001.502-0.5)/(2(1.502-0.5)2)=-362.54kN；需要验算桩基础抗拔力。（2）、桩顶剪力的计算V0=1.2V/4=1.231.00/4=9.30kN；二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nvb=nvd2fvb/4=13.1436.002310/4=315.54kN；Nv=1.2Vk/n=1.231.00/16=2.32kN315.54kN；螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算 n1Nt = Nmin其中：n1塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4； Nt每一颗螺栓所受的力；Ntb=de2
19、ftb/4=3.1432.252500/4=408.36kN；Nt=1.2Nkmin/n1=1.2362.54/4.00=108.76kN408.36kN；螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算 (Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 1其中：Nv、Nt 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力； Nvb、Ntb、Ncb 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(2.32/315.54)2+(108.76/408.36)2)0.5=0.27；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。三、承台验算1、螺栓抗剪验算每个
20、螺栓所受剪力：Nv=Vk/n=31.00/16=1.94kN；Nvb=nvd2fvb/4=13.1436.002310/(41000)=315.54kN；螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算 n1Nt = Nmin其中：n1塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； Nt每一颗螺栓所受的力；Nt=Nmin/n1=362.54/4.00=90.63kN；Ntb=de2ftb/4=3.1432.252500/(41000)=408.36kN；螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算 (Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 1其中：Nv、Nt 一个普通螺栓所承受的剪力和
21、拉力； Nvb、Ntb、Ncb 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(1.94/315.54)2+(90.63/408.36)2)0.5=0.22；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L140x12A =32.51cm2 i =4.31cm I =603.68cm4 z0 =3.90cm每个格构柱由4根角钢L140x12组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+A（b1/2z0）2 4=603.68+32.51(48.00/2-3.90)24=54952.18cm4；An1=A4=32.
22、514=130.04cm2；W1=Ix1/(b1/2-z0)=54952.18/(48.00/2-3.90)=2733.94cm3；ix1=(Ix1/An1)0.5=(54952.18/130.04)0.5=20.56cm；2、格构柱平面内整体强度Nmax/An1=740.45103/(130.04102)=56.94N/mm2f=300N/mm2；格构柱平面内整体强度满足要求 。3、格构柱整体稳定性验算L0x1=a2=1.50m；x1=L0x1102/ix1=1.50102/20.56=7.30；单肢缀板节间长度：a1=0.50m；1=L1/iv=50.00/2.77=18.05；0x1=(
23、x12+12)0.5=(7.302+18.052)0.5=19.47；查表：x=0.95；Nmax/(xA)=740.45103/(0.95130.04102)=59.71N/mm2f=300N/mm2；格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x1=19.47=150 满足；单肢计算长度：l01=a1=50.00cm；单肢回转半径：i1=4.31cm；单肢长细比：1=lo1/i1=50/4.31=11.60.7max=0.719.47=13.63；因截面无削弱，不必验算截面强度。分肢稳定满足要求。五、整体格构柱基础验算1、格构柱基础力学参数单肢格构柱力学参数：Ix1=54952.18c
24、m4 An1=130.04cm2W1=2733.94cm3 ix1=20.56cm格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数：Ix2=Ix1+An1(b2102/2-b1102/2)24=54952.18+130.04(1.50102/2-0.48102/2)24=1572744.88cm4；An2=An14=130.044=520.16cm2；W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1572744.88/(1.50102/2-0.48102/2)=30838.13cm3；ix2=(Ix2/An2)0.5=(1572744.88/520.16)0.5=54.99cm；2、格构柱基础
25、平面内整体强度1.2N/An+1.4Mx/(xW)=610.80103/(520.16102)+1454.60106/(1.030838.13103)=58.91N/mm2f=300N/mm2格构式基础平面内稳定满足要求。3、格构柱基础整体稳定性验算L0x2=lo=18.60m；x2=L0x2/ix2=18.60102/54.99=33.83；An2=520.16cm2；Ady2=232.51=65.02cm2；0x2=(x22+40An2/Ady2)0.5=(33.832+40520.16/65.02)0.5=38.26；查表：x=0.91； NEX = 2EAn2/1.10x22NEX=6
26、5661.20N； 1.2N/(xA) + 1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX) f1.2N/(xA)+1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX)=6.62N/mm2f=300N/mm2；格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x2=38.26=150 满足；单肢计算长度：l02=a2=150.00cm；单肢回转半径：ix1=20.56cm；单肢长细比：1=l02/ix1=150/20.56=7.30.7*50=25因截面无削弱，不必验算截面强度。刚度满足要求。六、桩竖向极限承载力验算单桩竖向承载力标准值按下面的公式计算： Quk=Qsk+Qpk = uqsikli+qpkAp u桩身的周长，u=2.513m； Ap桩端面积,Ap=0.503m2；各土层厚度及阻力标准值如下表: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称5-1 2.29 15.00 300.00 粘性土 5-3 7.50 25.00 1000.00 粘性土 6-2 0.81
