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施工塔吊基础施工方案1
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产业园
办公楼工程
塔
吊
基
础
施
工
方
案
武汉建筑工程有限责任公司
塔吊基础施工方案
第一节 工程概况
电器办公楼工程;工程建设地点:经济开发区三路;属于框架结构;地上6层;地下1层;建筑高度:28。95m;标准层层高:4.5m ;总建筑面积:21391平方米。
第二节 编制依据
办公楼工程施工图纸
办公楼工程地勘报告
《塔式起重机设计规范》(GB/T13752—1992)
《地基基础设计规范》(GB50007—2002)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《建筑安全检查标准》(JGJ59—99)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
第三节 工程施工对塔吊的要求
1、塔吊选型
本工程为框架结构,垂直运输主要通过塔吊完成,对现场的垂直运输和水平运输能力要求比较高,根据总平面布置采用二台QTZ80塔吊.
2、塔吊布置
(1)塔吊施工时应注意塔吊大臂之间的安全高度以及塔吊臂与建筑物的安全高度.
(2)考虑施工作业区域内的作业量、场地情况,场地内钢筋加工和堆放大模板的位置,拆装场地、条件等因素,保证施工需求,吊装无死角。
(3)保证塔机运动部分任何部件距离现场内及周边建筑物、施工设施之间的安全操作距离不小于1m。
(4)塔吊平面位置见施工总平面布置图。
第四节 塔吊基础定位
1、根据现场实际情况和结合本工程特点,考虑到机械的经济适用性,计划在办公楼的A轴南侧,6轴及21轴处设置2台塔吊(臂长56m)。
2、塔吊预埋地脚螺栓定位尺寸见塔吊基础图。
第五节 工程地质资料
根据业主提供的《岩土工程勘察报告》显示塔吊基础下部持力层及下卧层土质情况为:土层:⑤层土;土层名称:粘土;土层地耐力:420KPa .
第六节 塔吊基础形式
1、本工程基础为粘土天然地基,坑底标高约为-5。5m,土层地耐力420KPa,己达到厂家基础设计要求。
2、塔吊基础采用方形钢筋混凝土承台。
第七节 塔吊基础施工做法
塔吊基础放线-—基坑开挖-—浇垫层及砌砖胎模——绑扎钢筋笼——预埋地脚螺栓—-浇筑基础混凝土-—混凝土养护.
1、土方开挖
塔吊基坑的放线应严格按照厂家提供确定的塔吊基础平面位置和塔吊基础施工图纸上确定的尺寸进行,基坑的大小为5m *5m *1。25m,基坑在开挖过程中要注意坑底标高的控制。塔吊基坑底部应进行平整夯实处理。
2、垫层施工
垫层施工之前应清理基坑内的杂物、平整基坑,然后再进行砂石垫层的施工,施工过程中注意垫层标高的控制,夯实后须达到设计标高,同时做好隐蔽工程验收记录。
3、钢筋、模板、砼的施工
施工前必须对各工种进行技术交底,施工过程中随时检查各工种的施工情况,施工中出现的误差应控制在允许范围内.
严格按照塔吊基础计算书确定的配筋方式进行配筋,不必超筋,不得少筋,绑扎时注意间距及钢筋的规格、钢筋间距、锚固长度应符合设计图纸及规范要求.钢筋保护层厚度要保证,还要注意不得漏扣以及绑扣丝向里,防止其锈蚀污染混凝土外表面,接地线用Φ12以上的钢筋埋入基础内部,深度为1.5m,形成接地极(每个塔基至少两处).
采用240厚实心砖M5水泥砂浆砌筑基础侧模,内侧表面采用15mm厚1:3水泥沙浆抹灰压光。
砼浇筑前把基坑内的垃圾和杂物清理干净。塔吊基础混凝土等级为C30混凝土,塔吊基础底标高为—5.50m,表面原浆收光,平整度不低于1/200。浇筑前注意用塑料袋套住螺栓丝杆,浇筑捣鼓时注意不得碰触地脚螺栓。混凝土浇筑时取样留取试块送检,作为混凝土是否达到设计强度85%以上进行塔吊安装的依据,同时试验报告作为安全资料存档备查。砼应分层浇筑,浇筑过程中振捣手控制振捣深度,每次振捣伸入下层混凝土面50mm.混凝土浇筑后注意养护,养护时间不少于14天。在塔基砼强度达到85%的设计强度以后方可进行塔吊塔身的安装,等砼强度达到100%塔吊才可以投入使用.
4、预埋螺栓的加工和预埋
预埋螺栓按照塔吊基础施工图进行加工,或者由塔吊厂家进行加工。加工用的材料要满足要求,加工的厂家要具有加工塔吊预埋螺栓的资质和能力。
在基础施工时,根据预埋螺栓的位置尺寸,木工用模板制作模具固定螺栓,保证其平面位置尺寸的精确性;电焊工配合木工加焊钢筋,加固预埋螺栓,保证其垂直度.
第八节 施工要求
1、施工前检查地基是否有软弱土层存在,如有则应做换填处理。
2、塔吊基础施工前塔吊基础基坑周围应按自然放坡处理,防止出现塌方。
3、放线工按控制轴线引测塔吊基础位置线、控制线及予埋件定位线,施工时按线进行施工。
4、钢筋按图进行下料,施工并及时办理验收手续。
5、塔吊基础用20×6的镀锌扁铁与两个接地体进行连接。
6、予埋件位置的基础钢筋不得切断或减少。
7、塔吊予埋件安装时应采用两台经纬仪、一台水准仪控制位置,即经纬仪双方向控制予埋件位置,用水准仪四角控制标高,水平应控制能达到1‰的要求,位置确定后与钢筋骨架焊接固定好。
8、混凝土浇筑过程中振捣棒不得扰动钢筋及予埋件,同时经纬仪及水准仪应随时控制予埋件位置及标高是否准确,并随时调整。
9、其它要求:施工前搭设相应的防护设施防止施工中的杂物、砼浆对塔吊基础的损伤和侵蚀,并做好防水措施,塔吊基础周围不得有积水.
第九节 计算书
一、参数信息
塔吊型号:QT80A, 塔吊起升高度H:45.00m,
塔身宽度B:2.5m, 基础埋深d:4。00m,
自重G:1033。9kN, 基础承台厚度hc:1.25m,
最大起重荷载Q:80kN, 基础承台宽度Bc:5。00m,
混凝土强度等级:C30, 钢筋级别:HRB335,
基础底面配筋直径:20mm
额定起重力矩Me:1000kN·m, 基础所受的水平力P:30kN,
标准节长度b:2.8m,
主弦杆材料:角钢/方钢, 宽度/直径c:120mm,
所处城市:湖北武汉市, 基本风压ω0:0。35kN/m2,
地面粗糙度类别:C类 有密集建筑群的城市郊区,风荷载高度变化系数μz:1。25 。
二、塔吊对承台中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重:G=1033。9kN;
塔吊最大起重荷载:Q=80kN;
作用于塔吊的竖向力:Fk=G+Q=1033。9+80=1113。9kN;
2、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中风荷载体型系数:
地处湖北武汉市,基本风压为ω0=0.35kN/m2;
查表得:风荷载高度变化系数μz=1.25;
挡风系数计算:
φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×2.5+2×2.8+(4×2。52+2.82)0.5)×0.12]/(2。5×2。8)=0。323;
因为是角钢/方钢,体型系数μs=2.354;
高度z处的风振系数取:βz=1。0;
所以风荷载设计值为:
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0。7×1.00×2。354×1。25×0.35=0。721kN/m2;
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mω=ω×φ×B×H×H×0。5=0。721×0.323×2。5×45×45×0。5=589.485kN·m;
Mkmax=Me+Mω+P×hc=1000+589.485+30×1.25=1626.99kN·m;
三、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算:
e=Mk/(Fk+Gk)≤Bc/3
式中 e──偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离;
Mk──作用在基础上的弯矩;
Fk──作用在基础上的垂直载荷;
Gk──混凝土基础重力,Gk=25×5×5×1.25=781.25kN;
Bc──为基础的底面宽度;
计算得:e=1626。99/(1113.9+781。25)=0。859m < 5/3=1。667m;
基础抗倾覆稳定性满足要求!
四、地基承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:
基础底面边缘的最大压力值计算:
当偏心距e>b/6时,e=0。859m > 5/6=0.833m
Pkmax=2×(Fk+Gk)/(3×a×Bc)
式中 Fk──作用在基础上的垂直载荷;
Gk──混凝土基础重力;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a=Bc/20.5-Mk/(Fk+Gk)=5/20.5—1626.99/(1113。9+781。25)=2.677m.
Bc──基础底面的宽度,取Bc=5m;
不考虑附着基础设计值:
Pkmax=2×(1113。9+781。25)/(3×2。677×5)= 94。391kPa;
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5。2.3条。
计算公式如下:
fa = fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2);
fak--地基承载力特征值,按本规范第5。2.3条的原则确定;取420。000kN/m2;
ηb、ηd—-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
γ-—基础底面以上土的重度,地下水位以下取浮重度,取20.000kN/m3;
b--基础底面宽度(m),当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值,取5。000m;
γm—-基础底面以下土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度,取20。000kN/m3;
d-—基础埋置深度(m) 取4.000m;
解得地基承载力设计值:fa=468.000kPa;
实际计算取的地基承载力设计值为:fa=468.000kPa;
地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=75.806kPa,满足要求!
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=94。391kPa,满足要求!
五、基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)第8。2.7条。
验算公式如下:
F1 ≤ 0。7βhpftamho
式中 βhp —-受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1。0。当h大于等于2000mm时,βhp取0。9,其间按线性内插法取用;取 βhp=0。96;
ft ——混凝土轴心抗拉强度设计值;取 ft=1.43MPa;
ho ——基础冲切破坏锥体的有效高度;取 ho=1。20m;
am --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;am=(at+ab)/2;
am=[2.50+(2.50 +2×1。20)]/2=3。70m;
at —-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长,当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽(即塔身宽度);取at=2。5m;
ab ——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长,当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内,计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽加两倍基础有效高度;ab=2.50 +2×1。20=4。90;
Pj --扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;取 Pj=113.27kPa;
Al —-冲切验算时取用的部分基底面积;Al=5。00×(5。00—4。90)/2=0。25m2
Fl —-相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。Fl=PjAl;
Fl=113.27×0.25=28。32kN。
允许冲切力:0。7×0。96×1.43×3700。00×1200.00=4266662.40N=4266.66kN > Fl= 28.32kN;
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
六、承台配筋计算
1.抗弯计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)第8.2。7条.计算公式如下:
MI=a12[(2l+a')(Pmax+P—2G/A)+(Pmax—P)l]/12
式中:MI ——任意截面I—I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值;
a1 ——任意截面I—I至基底边缘最大反力处的距离;取a1=(Bc-B)/2=(5。00—2.50)/2=1。25m;
Pmax ——相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值,取113。27kN/m2;
P --相应于荷载效应基本组合时在任意截面I—I处基础底面地基反力设计值,P=Pmax×(3×1.641-al)/3×1。641=113.27×(3×1。64—1。25)/(3×1.64)=84。517kPa;
G —-考虑荷载分项系数的基础自重,取G=1。35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×5。00×5。00×1。25=1054.69kN/m2;
l —-基础宽度,取l=5.00m;
a --合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离,取a=1。64m;
a’ --截面I — I在基底的投影长度, 取a'=2.50m。
经过计算得MI=1.252×[(2×5.00+2.50)×(113。27+84。52—2×1054。69/5.002)+(113。27-84.52)×5。00]/12=203.31kN·m。
2。配筋面积计算
αs = M/(α1fcbh02)
ζ = 1-(1-2αs)1/2
γs = 1-ζ/2
As = M/(γsh0fy)
式中,αl —-当混凝土强度不超过C50时, α1取为1。0,当混凝土强度等级为C80时,取为0.94,期间按线性内插法确定,取αl=1.00;
fc ——混凝土抗压强度设计值,查表得fc=14。30kN/m2;
ho -—承台的计算高度,ho=1。20m。
经过计算得: αs=203。31×106/(1。00×14。30×5.00×103×(1.20×103)2)=0。002;
ξ=1-(1-2×0。002)0。5=0。002;
γs=1-0.002/2=0。999;
As=203。31×106/(0.999×1。20×103×300.00)=565.30mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:5000。00×1250。00×0。15%=9375。00mm2.
故取 As=9375.00mm2。
建议配筋值:HRB335钢筋,20@160mm。承台底面单向根数30根。实际配筋值9426 mm2。
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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[2010]33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)
ZK11
6—2强风化
4m*4m*0。4m,,C25混凝土,配筋双层双向18@300(HRB335)
主肢规格
支撑构件
格构柱顶标高
桩顶标高
L140*12
L140*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400mm,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:浙江杭州市, 基本风压ω0:0.45 kN/m2;
额定起重力矩Me:0kN·m; 塔吊倾覆力矩M:1668kN·m;
工作状态:
所处城市:浙江杭州市, 基本风压ω0:0。45 kN/m2,
额定起重力矩Me:630kN·m; 塔吊倾覆力矩M:1039kN·m;
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=1668.00kN·m;
作用于承台顶面的作用力:Fk=449。00kN;
Mkmax=1668。00kN·m;
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最不利方向进行验算。
(1)、桩顶竖向力的计算
Nik=(Fk+Gk)/n±Mxkxi/Σxj2
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+(Mkmax×a×2-0。5)/(2×(a×2—0。5)2)=449。00/4+(1668.00×1.50×2-0.5)/(2×(1。50×2-0。5)2)=898。55kN;
最小压力:Nkmin=Fk/4-(Mkmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0。5)2)=449.00/4—(1668。00×1.50×2-0。5)/(2×(1.50×2—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。2×71.00/4=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=nvπd2fvb/4=1×3。14×36.002×310/4=315。54kN;
Nv=1。2Vk/n=1。2×71。00/16=5.32kN〈315.54kN;
螺栓抗剪强度满足要求。
2、螺栓抗拉验算
n1×Nt = 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=πde2ftb/4=3。14×32.252×500/4=408.36kN;
Nt=1.2Nkmin/n1=1.2×674.05/4.00=202.22kN〈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=71.00/16=4.44kN;
Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×36。002×310/(4×1000)=315。54kN;
螺栓抗剪强度满足要求。
2、螺栓抗拉验算
n1×Nt = 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=πde2ftb/4=3。14×32。252×500/(4×1000)=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
L140x12
A =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×(b1/2-z0)2] ×4=[603。68+32.51×(48。00/2-3。90)2]×4=54952。18cm4;
An1=A×4=32.51×4=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
1.2Nmax/An1=1078。26×103/(130。04×102)=82.92N/mm2<f=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;
λx1=L0x1×102/ix1=1。50×102/20.56=7。30;
单肢缀板节间长度:a1=0.50m;
λ1=L1/iv=50.00/2。77=18.05;
λ0x1=(λx12+λ12)0.5=(7.302+18.052)0.5=19。47;
查表:Φx=0。95;
1.2Nmax/(ΦxA)=1078。26×103/(0.95×130.04×102)=86。96N/mm2<f=300N/mm2;
格构柱整体稳定性满足要求.
4、刚度验算
λmax=λ0x1=19。47〈[λ]=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:λ1=lo1/i1=50/4。31=11.6<0.7λmax=0.5×50=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
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×(b2×102/2—b1×102/2)2]×4=[54952。18+130。04×(1。50×102/2-0.48×102/2)2]×4=1572744。88cm4;
An2=An1×4=130.04×4=520.16cm2;
W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1572744。88/(1。50×102/2—0.48×102/2)=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。4Mx/(γx×W)=538.80×103/(520.16×102)+2335。20×106/(1。0×30838.13×103)=86。08N/mm2〈f=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;
λx2=L0x2/ix2=18.60×102/54.99=33。83;
An2=520.16cm2;
Ady2=2×32。51=65。02cm2;
λ0x2=(λx22+40×An2/Ady2)0.5=(33。832+40×520。16/65。02)0.5=38。26;
查表:φx=0.91;
NEX' = π2EAn2/1.1λ0x22
NEX=65661.20N;
1.2N/(φxA) + 1.4βmxMx/(Wlx(1—1.2φxN/NEX)) ≤f
1.2N/(φxA)+1.4βmxMx/(Wlx(1-1。2φxN/NEX))=-0.34N/mm2≤f=300N/mm2;
格构式基础整体稳定性满足要求。
4、刚度验算
λmax=λ0x2=38.26〈[λ]=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:λ1=l02/ix1=150/20。56=7。3<0.7λmax=0.7×38.26=26.79
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 = u∑qsikli+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:
土层 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称
5—2 2。29 15.00 300。00 粘性土
5—3 7。50 25.00 1000.00 粘性土
6—2 0.81 40.00 2000。00 强风化凝灰岩
由于桩的入土深度为21.1m,所以桩端是在6—2层土层。
因桩距小于3倍桩径,桩侧摩阻力乘以折减系数0.7。
单桩竖向承载力特征值: Quk=2。513×254。25×0.7+2000×0。503=1453.25kN;
Nk=898。553kN≤1.2R=1。2×1453.25=1743。9kN;
桩基竖向承载力满足要求!
七、抗拔桩基承载力验算
群桩呈非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tuk=Σλiqsikuili=1092。4kN;
其中: Tuk-桩基抗拔极限承载力标准值;
ui-破坏表面周长,取u=πd=2。51m;
qsik-桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;
λi-抗拔系数,砂土取0.50~0.70,粘性土、粉土取0.70~0。80,桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值;
li-第i层土层的厚度。
群桩呈整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tgk=(ulΣλiqsikli)/4=935.64kN;
ul-桩群外围周长,ul=4×(1.5+0.8)=9。2m;
经过计算得到:TUk=Σλiqsikuili=1092。40kN;
桩基抗拔承载力公式:
Nk≤ Tgk/2+Ggp
Nk≤ Tuk/2+Gp
其中 Nk - 桩基上抗拔力设计值,Nk=674.05kN;
Ggp — 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,Ggp =280。37kN;
Gp — 基桩自重设计值,Gp =133.20kN;
Tgk/2+Ggp=935.64/2+280.37=748.19kN〉674.053kN;
Tuk/2+Gp=1092.4/2+133.204=679.403kN〉674。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=πd2/4×0。65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2
2、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,11Φ20。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。00kN·m;
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。00kN·m;
Vk=31.00kN;
图中x轴的方向是随时变化的,计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算.
(1)、桩顶竖向力的计算
Nik=(F+G)/n±Myyi/Σyj2;
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+(Mkmax×a×2-0.5)/(2×(a×2—0.5)2)=509。00/4+(1039.00×1.50×2—0。5)/(2×(1。50×2-0。5)2)=617.04kN;
最小压力:Nkmin=Fk/4—(Mkmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0。5)2)=509。00/4—(1039。00×1。50×2-0。5)/(2×(1.50×2-0。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。2×31。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=nvπd2fvb/4=1×3.14×36。002×310/4=315。54kN;
Nv=1。2Vk/n=1.2×31。00/16=2.32kN〈315。54kN;
螺栓抗剪强度满足要求。
2、螺栓抗拉验算
n1×Nt = 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=πde2ftb/4=3。14×32.252×500/4=408。36kN;
Nt=1.2Nkmin/n1=1.2×362。54/4.00=108。76kN<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
每个螺栓所受剪力:
Nv=Vk/n=31.00/16=1。94kN;
Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×36.002×310/(4×1000)=315。54kN;
螺栓抗剪强度满足要求。
2、螺栓抗拉验算
n1×Nt = Nmin
其中:n1-塔吊每一个角上螺栓的数量,即:n1=n/4;
Nt
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