塔吊格构式基础计算书

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1、塔吊格构式基础计算书奉化奥特莱斯商业广场项目工程；工程建设地点：奉化市岳林街道，中山东路以 北，大城东路以南，东环路以西；属于框剪、框架结构；地上10层；地下1层；建筑高 度：46m；标准层层高：0m ；总建筑面积：132685.3平方米；总工期：600天。本工程由奉化奥特莱斯实业投资有限公司投资建设，宁波市建筑设计研究院设计， 宁波市民用建筑设计研究院有限公司地质勘察，奉化市凯远工程咨询有限公司监理，大 荣建设集团有限公司组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。本计算书主要依据本工程地质勘察报告，塔吊使用说明书、钢结构设计规范 (GB50017 2003)、钢结构设计手册(第三版)、建筑结

2、构静力计算手册(第 二版)、结构荷载规范(GB5009 2001)、混凝土结构设计规范(GB50010-2002)、建筑桩基技术规范(JGJ94 2008)、建筑地基基础设计规范(GB50007 2002)等编制。基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QZT80 (ZJ5710)；塔吊自重Gt： 446kN；最大起重荷载Q： 60kN；塔吊起升高度H： 52m；塔身宽度B: 1.6m；2、格构柱基本参数格构柱计算长度lo： 6m； 格构柱缀件节间长度a1： 0.5m； 格构柱基础缀件节间长度a2： 2m； 格构柱截面宽度b1： 0.45m；3、基础参数桩中心距&： 2.6m；标准节长度b： 3m；

3、塔吊地脚螺栓性能等级：高强10.9级;塔吊地脚螺栓的直径山30mm；塔吊地脚螺栓数目山12个；格构柱缀件类型：缀条；格构柱分肢材料类型：L125x10；格构柱钢板缀件参数:宽460mm，厚10mm；格构柱基础缀件材料类型：L100X10；桩直径山0.8m；桩入土深度l： 13.55m；桩混凝土等级：C30；桩钢筋直径：16mm；承台宽度Bc： 5m；承台混凝土等级为：C30；承台钢筋直径：20；承台箍筋间距：183mm；4、塔吊计算状态参数桩型与工艺：干作业钻孔灌注桩(d0.8m)；桩钢筋型号：HRB335；承台厚度h： 1.25m；承台钢筋等级：HRB335；承台保护层厚度:50mm；主弦杆

4、宽度c： 250mm；基本风压：0.5 kN/m2, 基础所受水平力P： 31kN；35；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.主弦杆材料：角钢/方钢； 工作状态：所处城市：浙江宁波市， 额定起重力矩Me： 499kN m； 塔吊倾覆力矩M： 2073.8kNm； 工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：G =25XBcXBcXh=25X5.00X5.00X 1.25=781.25kN； c作用在基础上的垂直力：Fk=Gt+Gc+Q=446.00+781.25+60.00=1287.25kN；2、塔吊风荷载计算地处浙江宁波市，基本风压3=0.5

5、 kN/m2；挡风系数计算：9 = (3B+2b+(4B2+b2)i/2c/Bb)挡风系数0=0.79；体型系数氏=1.90；查表得：荷载高度变化系数也=1.35；高度z处的风振系数取：Pz=1.0；所以风荷载设计值为：3=0.7x0zx|isx也x%=0.7x1.00x1.90x1.35x0.50=0.90kN/m2；3、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：M=3xxBxHxHx0.5=0.90x0.79x1.60x52.00x52.00x0.5=1536.05kNm ； 总的最大弯矩值：Mmax=1.4X (Me+M+Pxh)=1.4x(499.00+1536.05+31.00x1

6、.25)=2073.80kNm；4、塔吊水平力计算水平力：Vk=3xBxHxC+P=0.50x1.60x52.00x0.79+31.00=63.90kN5、每根格构柱的受力计算凯作用于承台顶面的作用力：Fk=1287.25kN；Mkmax=2073.80kN - m；Vk=63.90kN；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)/nMyy*式中：n 一单桩个数，n=4；F作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；G一桩基承台的自重标准值；My一承台底面的弯矩标准值；七一单桩相对承台中心轴的Y方向距离；Nik一单桩桩顶竖向力标

7、准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值2.最大压力：Nkmax=Fk/4+(MkmaxX aX 2-0.5)/(2 X (aX 2-0.5)2)=1287.25/4+(2073.80X 60X2-0.5)/(2X (2.60X 2-0.5)2)=885.81kN；2.最小压力：Nkm.n=Fk/4-(MkmaxXaX2-庭)/(2X (aX2-0.5)2)=1287.25/4-(2073.80X 60X2-0.5)/(2X (2.60X 2-0.5) 2)=-242.19kN；需要验算桩基础抗拔力。(2)、桩顶剪力的计算V0=1.2V/4=1.2X63.90/4=19.17kN；二、塔吊与承台连

8、接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nvb=nvnd2fvb/4=1x3.14x30.002x310/4=219.13kN；Nv=1.2Vk/n=1.2X63.90/12=6.39kN219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算n1XNt = Nmin其中：n1 塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4；Nt一每一颗螺栓所受的力；Ntb二nde2ftb/4=3.14x26.722x500/4=280.29kN；Nt=1.2Nkm，n/n1=1.2X242.19/3.00=96.87kN280.29kN； 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/N

9、vb) 2+(Nt/Ntb) 2) 1/2 W 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=(6.39/219.13)2+(96.87/280.29)2)0.5=0.35；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、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008 )的第5.9. 1条。Mx = EN.y.My = EN.x.其中Mx,My计算截面处XY方向的弯矩设计值；x.,y.一单桩相对承台中心轴的XY方向距离，取(a-B)/2=(2

10、.60-1.60)/2=0.50m；N.1 单桩桩顶竖向力设计值；经过计算得到弯矩设计值：Mx=M =2 X 0.50 X 690.50 X 1.2=828.60kNm。2、螺栓粘结力锚固强度计算锚固深度计算公式：h N N/ndfb其中N 锚固力，即作用于螺栓的轴向拉力，N=96.87kN；d 楼板螺栓的直径，d=30mm；fb楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，fb=1.43N/mm2；h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h N96.87X 103/(3.14X30.00X 1.43)=718.79mm；构造要求：hN720.00mm；螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于720.0

11、0mm。3、承台截面主筋的计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。as = M/(a1fcbh02)=1-(1-2as)1/2Ys = 1Y/2As = M/(Yshfy)式中：系数，当混凝土强度不超过C50时，a1取为1.0,当混凝土强度等级为C80 时，取为0.94，期间按线性内插法得1.00 ；fc 一混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2；h 一承台的计算高度 ho=1250.00-50.00=1200.00mm；fy一钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；经过计算得：as=828.60x106/(1.000x14.300x5.

12、000x103x(1200.000)2)=0.008；=1-(1-2x0.008)0.5=0.008；Y =1-0.008/2=0.996；sAsx =Asy=828.60X 106/(0.996X 1200.000X300)=2311.001mm2；由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：1250 X 5000 X0.15%=9375mm2；建议配筋值：HRB335钢筋，20160。承台底面单向根数30根。实际配筋值9426mm2。4、承台斜截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.9.10条。桩对矩形承台的最大剪切力为V=1062.97kN。我们考虑承台配置箍

13、筋的情况，斜截 面受剪承载力满足下面公式：其中，b0承台计算截面处的计算宽度，b0=5000.00mm；入一计算截面的剪跨比，X=a/ho，此处，a=(2600.00-1600.00)/2=500.00mm，当 K0.25时，取入=0.25；当 Q3时,取X=3，得入=0.42；Phs受剪切承载力截面高度影响系数，当h02000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，Phs=(800/1200)1/4=0.904；a承台剪切系数，a=1.75/(0.417+1)=1.235；h 一承台计算截面处的计算高度，ho=1250.00-50.00=1200.00mm；1062.97kN0.9

14、X 1.235 X 1.43X 5000 X 1200/1000=9577.12kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L125x10A =24.37cm2i =3.85cmI =361.67cm4zQ =3.45cm每个格构柱由4根角钢L125x10组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+AX(b1/2-z0)2 X4=361.67+24.37X (45.00/2-3.45)2 X 4=36822.42cm4；An1=AX4=24.37X4=97.48cm2；W1=Ix1/(b1/2-zo)=36822.42/(45.00/2-3.45)=19

15、32.94cm3；ix1=(Ix1/An1)o.5=(36822.42/97.48)o.5=19.44cm；2、格构柱平面内整体强度Nmax/An1=1062.97X 103/(97.48X 102)=109.05N/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LOx1 = lo=6.00m；人L0x1x102/ix1=6.00x102/19.44=30.87；An1=97.48cm2；Ady1=4X46.00X1.00=184.00cm2；A0x1=(、2+40xAn1/Ady1)0.5=(30.872+40x97.48/184.00)0.5=31.21

16、；查表：四=0.93；Nmax/xA)=1062.97x103/(0.93x97.48x102)=117.08N/mm2f=300N/mm2；格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算、ax$0x1=31.21A=150 满足；单肢计算长度：l01=a1=50.00cm；单肢回转半径：i1=3.85cm；单肢长细比：A1=lo1/i1=50/3.85=12.990.7、ax=0.7x31.21=21.85；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=36822.42cm4An1=97.48cm2W1=1932.94cm3

17、ix1=19.44cm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 X (b2X 102/2-b1 X 102/2) 2 X 4=36822.42+97.48 X (2.60 X102/2-0.45X 102/2)2 X4=4653302.66cm4；An2=An1 X 4=97.48 X 4=389.92cm2；W2=Ix2/(b2/2-b/2)=4653302.66/(2.60X 102/2-0.45X 102/2)=43286.54cm3；ix2=(Ix2/An2)o.5=(4653302.66/389.92)o.5=109.24cm；2、格构柱基础平

18、面内整体强度1.2N/An+1.4Mx/(yxxW)=1544.70x103/(389.92x102)+2903.32x106/(1.0x43286.54x103)=106.69N/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=6.00m；人2=L0x2/ix2=6.00x102/109.24=5.49；An2=389.92cm2；Ady2=2X 19.26=38.52cm2；A0x2=(人22+40xAn2/Ady2)0.5=(5.492+40x389.92/38.52)0.5=20.86；查表：9x=0.97；NEX=兀纪帛1.1竦22

19、Nex=165650.74N；1.2N/(rA) + 1.邛mxMx/(Wlx(1-1.2%N/NEX) & 1.2N/SxA)+1.40mxMx/(Wlx(1- 1.2wxN/NEX)=32.59N/mm2 W f=300N/mm2 ； 格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算Xmax=XQx2=20.86X=150 满足；单肢计算长度：lO2=a2=200.00cm；单肢回转半径：ix1=19.44cm；单肢长细比：1 =l/i =200/19.44=10.29 242.187kN；Tuk/2+Gp=823.791/2+170.274=582.17kN 242.187kN；桩抗拔满足要求

20、。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算按照构造要求配筋。A=nd2/4x0.65%=3.14x8002/4x0.65%=3267mm2 s2、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 W fyAs式中：N轴向拉力设计值，N=242186.75N；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=242186.75/300=807.29mm2建议配筋值：HRB335钢筋，17 16。实际配筋值3418.7 mm2。依据建筑桩

21、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 ；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、格构柱端锚入混凝土承台长度不小于450mm和1/3承台厚度；混凝土强度等级不 小于C35；2、格构柱锚入桩基中的长度

22、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；3、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）。4、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。5、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。6、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。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。