qtz12b塔吊基础设计验算方案.doc

北区塔吊基础设计及验算书惠州 工程北区部分，拟装设塔吊5台，其中60米臂2台，50米臂2台，另一台拟选用55米臂，这样，就能尽可能的覆盖整个现场，最大限度的减少吊运死角。根据拟装设三种臂长塔吊的说明书上各项技术参数的说明，本设计验算方案选用QTZ125B作为原型（韶关挖掘机制造厂制造），安装高度最大可达122米，可以满足现场使用的要求，臂长最大55米，最大起重量10吨，均可以满足现场使用的要求。第一部分、天然地基基础设计计算一、 参数信息 塔吊型号：QTZ125B，自重(包括压重)F1=760.000 kN，最大起重荷载F2=100.000kN，塔吊倾覆力距M=3000.000kN.m，塔吊起重高度H=122.000m，塔身宽度B=2.500m， 混凝土强度等级:C35，基础埋深D=1.600m，基础最小厚度h=1.65m， 基础最小宽度Bc=6.000 m。二、基础最小尺寸计算1、 最小厚度计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力，按照下式进行抗冲切计算： 其中 F-塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力；其它参数参照规范。计算方案：当F取塔吊基础对基脚的最大压力，将h01从0.8m开始，每增加0.01m，至到满足上式,解出一个h01；当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时，同理,解出一个h02，最后h01与h02相加，得到最小厚度H。经过计算得到：塔吊基础对基脚的最大压力F=250.00kN时，得h01=0.80 m；塔吊基础对基脚的最大拔力F=200.00kN时，得h02=0.80 m；解得最小厚度 Hc=h01+h02+0.05=1.65m；实际计算取厚度为:Hc=1.65 m。2、最小宽度计算建议保证基础的偏心距小于Bc/4，则用下面的公式计算： 其中 F-塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载，F=860.000 kN；G-基础自重与基础上面的土的自重，G=25.0BcBcHc+20.0BcBcD =1666.65 kN；M-倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=3000.000 kN.m。解得最小宽度 Bc=4.77 m，实际计算取宽度为 Bc=6.000 m。三、 塔吊基础承载力计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: 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式：式中 F-塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=860.00kN；G-基础自重与基础上面的土的自重，G=25.0BcBcHc+20.0BcBcD =2637.00kN；Bc-基础底面的宽度，取Bc=6.000 m；W-基础底面的抵抗矩，W=BcBcBc/6= 36.00m3；M-倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M= 3000.000kN.m；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=6.000/2-(3000.000/(860.00+2637.00)=2.142。 经过计算得到:无附着的最大压力设计值 Pmax= (860.00+2637.00)/6.0002+3000.000/36.00=180.47kpa无附着的最小压力设计值 Pmin= (860.00+2637.00)/6.0002-3000.000/36.00=13.81kpa有附着的压力设计值 P= (860.00+2637.00)/6.0002=97.14kpa 偏心距较大时压力设计值 pkmaxPkmax= 2(860.00+2637.00)/(36.0002.142)=181.40kpa四、地基基础承载力验算地基基础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: 其中 fa-修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； Fak-地基承载力特征值，取200.00kN/m2； b-基础宽度地基承载力修正系数，取0.15； d-基础埋深地基承载力修正系数，取1.40； -基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3； m-基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3； b-基础底面宽度，取6.000m； d-基础埋深度,取1.600m。 解得地基承载力设计值 fa=239.80kPa 实际计算取的地基承载力设计值为:fa=239.80 kPa 地基承载力特征值1.2fa大于偏心距较大进的压力设计值pkmax=181.40kpa,满足要求五、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: 式中 hp-受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.93； Ft-混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kPa； Am-冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=(2.500+2.500+21.65)/2=4.15m； h0-承台的有效高度，取 h0=m； Pj-最大压力设计值，取 Pj=181.40kPa； Fl-实际冲切承载力： Fl=181.40(6.000+2.500+21.65)(6.000-(2.500+21.65)/2/2)=107.03kN。允许冲切力： 0.70.931.574150.001600.00=6786540.00n=6786.54kn 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 依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。1、抗弯计算，计算公式如下: 式中 a1-截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=1.75 m； P-截面I-I处的基底反力:P=181.40(32.500-1.75)/(32.500)=139.07kPa； a-截面I-I在基底的投影长度,取 a=2.50 m。 经过计算得 M=1/121.752(26.000+2.50)(181.40+139.07-22637.00/6.0002)+(181.40-139.07)6.000=708.60kN.m。2、配筋面积计算,公式如下: 经过计算得 As=708600000.00/(0.9300.0001.601000)=1640.28mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:14850.000 mm2。 故取 As=14850.00mm2。第二部分、塔吊稳定性验算塔吊稳定性验算可分为有荷载时和无荷载时两种状态。一、塔吊有荷载时稳定性验算 塔吊有荷载时，计算简图: 塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:式中K1-塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；G-起重机自重力(包括配重，压重),G=760.00 (kN)；c-起重机重心至旋转中心的距离,c=0.50 (m)；h0-起重机重心至支承平面距离, h0=6.00 (m)；b-起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=3.00 (m)；Q-最大工作荷载,Q=100.00 (kN)；g-重力加速度(m/s2),取9.81；v-起升速度,v=0.50 (m/s)；t-制动时间,t=20.00 (s)；a-起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00 (m)；W1-作用在起重机上的风力,W1=5.00 (kN)；W2-作用在荷载上的风力,W2=1.00 (kN)；P1-自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00 (m)；P2-自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50 (m)；h-吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=28.00 (m)；n-起重机的旋转速度,n=1.00 (r/min)；H-吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H30.00 (m)；-起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，=2.00 (度)。经过计算得到K1=2.01 由于K1=1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!二、塔吊无荷载时稳定性验算 塔吊无荷载时，计算简图: 塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算:式中K2-塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；G1-后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=80.00 (kN)；c1-G1至旋转中心的距离,c1=0.50 (m)；b-起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=3.00 (m)；h1-G1至支承平面的距离,h1=6.00 (m)；G2-使起重机倾覆部分的重力,G2=20.00 (kN)；c2-G2至旋转中心的距离,c2=3.50 (m)；h2-G2至支承平面的距离,h2=30.00 (m)；W3-作用有起重机上的风力,W3=5.00 (kN)；P3-W3至倾覆点的距离,P3=15.00 (m)；-起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，=2.00 (度)。经过计算得到 k2 = 2.48由于K2=1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求!第三部分、设计计算及验算结果由于现在图纸不全，基础底板等标高无法准确控制，无法进行准确定位，但工期进度的要求不容我们去等，唯有先行进行定位，我们将根据现有图纸（桩位图）进行塔吊的基础标高控制，尽量做到使塔吊基础顶面平地下室基础表面，否则，以后的基础底板与塔吊基础相交处，将采取插筋处理。一、关于塔吊基础持力层的选择北区为一层地下室，对照现有基坑与地质勘察报告，取基底持力层粉土层（承载力标准值200Kpa）。塔吊基础开挖后，及时浇筑垫层砼，避免基底土受扰动和受水浸泡。二、基础设计尺寸设计尺寸为600060001600，塔吊基础顶面平地下室底板面，保证埋深不小于1400。三、基础配筋双层双向配筋，选HRB33525150，保护层厚度取70，竖向取HRB33514450钢筋拉结。双层双向39251501314450四、基础砼强度等级选用C35砼，为了早日安装塔身，选用加早强剂型砼浇筑，商品砼全由搅拌站供应。