QTZ80塔吊格构式基础计算书.docx

慈溪城南区块综合改造E05地块安置房工程A标段（标） 格构式塔吊基础计算书QTZ80塔吊格构式基础计算书慈溪城南区块综合改造E-05地块安置房工程A标段（标）工程；工程建设地点：慈溪市、南三环路、乌山路；结构类型框剪；地下一层，1#、2#、4#楼地上11层；3#、5#楼地上15层；建筑高度：36.55m（11层）、47.45m（15层）；标准层层高：3m ；总建筑面积：40806平方米；总工期：635天。本工程由慈溪城南建设投资有限公司投资建设，浙江绿城东方建筑设计有限公司设计，慈溪市建设工程监理咨询有限公司监理，长业建设集团有限公司组织施工；由王世华担任项目经理，魏敏担任技术负责人。本计算书主要依据本工程地质勘察报告，QTZ80塔吊使用说明书、钢结构设计规范（GB500172003）、钢结构设计手册（第三版）、建筑结构静力计算手册（第二版）、结构荷载规范（GB50092001）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ942008）、建筑地基基础设计规范（GB500072002）等编制。基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QZT80； 标准节长度b：3m；塔吊自重Gt：550kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：普通8.8级；最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：30mm；塔吊起升高度H：60m； 塔吊地脚螺栓数目n：12个；塔身宽度B: 1.6m； 2、格构柱基本参数格构柱计算长度lo：7m； 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：L110x10；格构柱基础缀件节间长度a2：1.5m； 格构柱钢板缀件参数:宽200mm，厚10mm；格构柱截面宽度b1：0.3m； 格构柱基础缀件材料类型：L56x5；3、基础参数桩中心距a：1.65m； 桩直径d：0.8m；桩入土深度l：28m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；桩混凝土等级：C30； 桩钢筋型号：HRB335；桩钢筋直径：818mm； 螺旋箍8200，121500内箍 钢平台宽度：2.5m； 钢平台厚度：0.04m；钢平台的螺栓直径：30mm； 钢平台的螺栓数目：12个；钢平台的螺栓性能等级：普通8.8级； 4、塔吊计算状态参数地面粗糙类别：A类 近海或湖岸区； 风荷载高度变化系数：0.5；主弦杆材料：角钢/方钢； 主弦杆宽度c：250mm；工作状态：所处城市：浙江慈溪市， 基本风压0：0.45 kN/m2，额定起重力矩Me：600kNm； 基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：1282.88kNm 非工作状态的倾覆力矩939.3KN/m不作计算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=550.00+60.00=610.00kN；2、塔吊风荷载计算地处 浙江慈溪市，基本风压0=0.45 kN/m2；挡风系数计算： = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.79；体型系数s=1.90；查表得：荷载高度变化系数z=0.50；高度z处的风振系数取：z=1.0；所以风荷载设计值为：=0.7zsz0=0.71.001.900.500.45=0.30kN/m2；3、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：M=BHH0.5=0.300.791.6060.0060.000.5=681.68kNm；总的最大弯矩值：Mmax=1.4(Me+M+Ph)=1.4(600.00+681.68+30.000.04)=1282.88kNm；4、塔吊水平力计算水平力：Vk=BH+P=0.451.6060.000.79+30.00=64.17kN5、每根格构柱的受力计算 作用于承台顶面的作用力：Fk=610.00kN； Mkmax=1282.88kNm； Vk=64.17kN；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)/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)=610.00/4+(1282.881.652-0.5)/(2(1.652-0.5)2)=702.28kN；最小压力：Nkmin=Fk/4-(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=610.00/4-(1282.881.652-0.5)/(2(1.652-0.5)2)=-397.28kN；需要验算桩基础抗拔力。（2）、桩顶剪力的计算V0=1.2V/4=1.264.17/4=19.25kN；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=13.1430.002320/4=226.19kN；Nv=1.2Vk/n=1.264.17/12=6.42kN226.19kN；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=3.1426.722400/4=224.23kN；Nt=1.2Nkmin/n1=1.2397.28/3.00=158.91kN224.23kN；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=(6.42/226.19)2+(158.91/224.23)2)0.5=0.71；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=64.17/12=5.35kN；Nvb=nvd2fvb/4=13.1430.002320/(41000)=226.19kN；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=397.28/3.00=132.43kN；Ntb=de2ftb/4=3.1426.722400/(41000)=224.23kN；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=(5.35/226.19)2+(132.43/224.23)2)0.5=0.59；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L110x10A =21.26cm2 i =3.38cm I =242.19cm4 z0 =3.09cm每个格构柱由4根角钢L110x10组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+A（b1/2z0）2 4=242.19+21.26(30.00/2-3.09)24=13031.52cm4；An1=A4=21.264=85.04cm2；W1=Ix1/(b1/2-z0)=13031.52/(30.00/2-3.09)=1094.17cm3；ix1=(Ix1/An1)0.5=(13031.52/85.04)0.5=12.38cm；2、格构柱平面内整体强度Nmax/An1=842.73103/(85.04102)=99.10N/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=lo=7.00m；x1=L0x1102/ix1=7.00102/12.38=56.55；单肢缀板节间长度：a1=0.50m；1=L1/iv=50.00/2.17=23.04；0x1=(x12+12)0.5=(56.552+23.042)0.5=61.06；查表：x=0.80；Nmax/(xA)=842.73103/(0.8085.04102)=123.61N/mm2f=300N/mm2；格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x1=61.06=150 满足；单肢计算长度：l01=a1=50.00cm；单肢回转半径：i1=3.38cm；单肢长细比：1=lo1/i1=50/3.38=14.790.7max=0.761.06=42.74；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=13031.52cm4 An1=85.04cm2W1=1094.17cm3 ix1=12.38cm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=13031.52+85.04(1.65102/2-0.30102/2)24=1601980.09cm4；An2=An14=85.044=340.16cm2；W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1601980.09/(1.65102/2-0.30102/2)=23733.04cm3；ix2=(Ix2/An2)0.5=(1601980.09/340.16)0.5=68.63cm；2、格构柱基础平面内整体强度1.2N/An+1.4Mx/(xW)=732.00103/(340.16102)+1796.03106/(1.023733.04103)=97.20N/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=7.00m；x2=L0x2/ix2=7.00102/68.63=10.20；An2=340.16cm2；Ady2=25.42=10.84cm2；0x2=(x22+40An2/Ady2)0.5=(10.202+40340.16/10.84)0.5=36.87；查表：x=0.91； NEX = 2EAn2/1.10x22NEX=46255.01N； 1.2N/(xA) + 1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX) f1.2N/(xA)+1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX)=17.99N/mm2f=300N/mm2；格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x2=36.87=150 满足；单肢计算长度：l02=a2=150.00cm；单肢回转半径：ix1=12.38cm；单肢长细比：1=l02/ix1=150/12.38=12.12 397.278kN；Tuk/2+Gp=700.223/2+351.858=701.97kN 397.278kN；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=d2/40.65%=3.148002/40.65%=3267mm22、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。 N fyAs式中：N轴向拉力设计值，N=397277.67N； fy钢筋强度抗压强度设计值，fy=300N/mm2； As纵向普通钢筋的全部截面积。As=N/fy=397277.67/300=1324.26mm2建议配筋值：HRB335钢筋，818。实际配筋值30048 mm2。符合要求。依据建筑桩基设计规范(JGJ94-2008)，箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200300mm；实际使用8200符合设计要求，受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。九、格构柱施工要求（工程经验）1、格构柱锚入桩基中的长度不小于2000mm，并需增加箍筋和主筋数量，确保焊接质量桩混凝土等级不小于C30；2、吊（插）入桩孔时，应控制钢构柱的垂直与水平二个方向的偏位。特别需防止浇捣混凝土后钢构柱的偏位，施工方案中必须有防偏位措施（采用模具等定位方法）。3、钢构柱应在工厂制作，成品后运往工地。现场焊接水平杆与斜撑杆（柱间支撑）等构件，必须持有焊接上岗证，原则上仍应由生产厂家派员施焊。4、单肢钢构柱内部需留有足够空间，浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填充率达到95%以上。5、开挖土方时，塔机钢构柱周围的土方应分层开挖，钢构柱之间的水平与斜撑杆（或柱间支撑），连接板等构件，必须跟随挖土深度而及时设置并焊接。6、钢构柱露出端顶部设置承压板的，校水平后进行承压板刚性定位，焊接后四块承压板的上表面平面度不大于1/500。7、塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土连接块的变形情况；经常观察地脚螺栓松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。 11 长业建设集团有限公司