矩形格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)計算書

1、矩形格構(gòu)式基礎(chǔ)計算書 計算依據(jù)： 1、塔式起重機混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程JGJ/T187-2009 2、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010 3、建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 4、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011 5、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003 一、塔機屬性塔機型號TC7052(QTZ400)塔機獨立狀態(tài)的最大起吊高度H0(m)63塔機獨立狀態(tài)的計算高度H(m)77塔身桁架結(jié)構(gòu)方鋼管塔身桁架結(jié)構(gòu)寬度B(m)2.5 二、塔機荷載塔機豎向荷載簡圖 1、塔機自身荷載標準值塔身自重G0(kN)2169起重臂自重G1(kN)176.26起重臂重心至塔身中心距離RG1(

2、m)22小車和吊鉤自重G2(kN)14.7小車最小工作幅度RG2(m)3.5最大起重荷載Qmax(kN)125最大起重荷載至塔身中心相應(yīng)的最大距離RQmax(m)35最小起重荷載Qmin(kN)68最大吊物幅度RQmin(m)60最大起重力矩M2(kN·m)Max125×35，68×604375平衡臂自重G3(kN)153.67平衡臂重心至塔身中心距離RG3(m)12平衡塊自重G4(kN)260平衡塊重心至塔身中心距離RG4(m)19 2、風荷載標準值k(kN/m2)工程所在地湖北 武漢市基本風壓0(kN/m2)工作狀態(tài)0.2非工作狀態(tài)0.35塔帽形狀和變幅方式錐

3、形塔帽，小車變幅地面粗糙度B類(田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū))風振系數(shù)z工作狀態(tài)1.576非工作狀態(tài)1.618風壓等效高度變化系數(shù)z1.525風荷載體型系數(shù)s工作狀態(tài)1.95非工作狀態(tài)1.95風向系數(shù)1.2塔身前后片桁架的平均充實率00.35風荷載標準值k(kN/m2)工作狀態(tài)0.8×1.2×1.576×1.95×1.525×0.20.9非工作狀態(tài)0.8×1.2×1.618×1.95×1.525×0.351.617 3、塔機傳遞至基礎(chǔ)荷載標準值工作狀態(tài)塔機自重標準值Fk1

4、(kN)2169+176.26+14.7+153.67+2602773.63起重荷載標準值Fqk(kN)125豎向荷載標準值Fk(kN)2773.63+1252898.63水平荷載標準值Fvk(kN)0.9×0.35×2.5×7760.637傾覆力矩標準值Mk(kN·m)176.26×22+14.7×35-153.67×12-260×19+0.9×(4375+0.5×60.637×77)3646.752非工作狀態(tài)豎向荷載標準值Fk'(kN)Fk12773.63水平荷載標準值Fv

5、k'(kN)1.617×0.35×2.5×77108.945傾覆力矩標準值Mk'(kN·m)176.26×22+14.7×3.5-153.67×12-260×19+0.5×108.945×771339.512 4、塔機傳遞至基礎(chǔ)荷載設(shè)計值工作狀態(tài)塔機自重設(shè)計值F1(kN)1.2Fk11.2×2773.633328.356起重荷載設(shè)計值FQ(kN)1.4FQk1.4×125175豎向荷載設(shè)計值F(kN)3328.356+1753503.356水平荷載設(shè)計值Fv(

6、kN)1.4Fvk1.4×60.63784.892傾覆力矩設(shè)計值M(kN·m)1.2×(176.26×22+14.7×35-153.67×12-260×19)+1.4×0.9×(4375+0.5×60.637×77)5583.817非工作狀態(tài)豎向荷載設(shè)計值F'(kN)1.2Fk'1.2×2773.633328.356水平荷載設(shè)計值Fv'(kN)1.4Fvk'1.4×108.945152.523傾覆力矩設(shè)計值M'(kN·

7、;m)1.2×(176.26×22+14.7×3.5-153.67×12-260×19)+1.4×0.5×108.945×772446.291 三、樁頂作用效應(yīng)計算承臺布置樁數(shù)n4承臺高度h(m)1.6承臺長l(m)4.8承臺寬b(m)4.8承臺長向樁心距al(m)3.3承臺寬向樁心距ab(m)3.3樁直徑d(m)0.8承臺參數(shù)承臺混凝土等級C30承臺混凝土自重C(kN/m3)25承臺上部覆土厚度h'(m)0承臺上部覆土的重度'(kN/m3)19承臺混凝土保護層厚度(mm)50配置暗梁是格構(gòu)式鋼柱總

8、重Gp2(kN)20基礎(chǔ)布置圖 承臺及其上土的自重荷載標準值： Gk=bl(hc+h'')=4.8×4.8×(1.6×25+0×19)=921.6kN 承臺及其上土的自重荷載設(shè)計值：G=1.2Gk=1.2×921.6=1105.92kN 樁對角線距離：L=(ab2+al2)0.5=(3.32+3.32)0.5=4.667m 1、荷載效應(yīng)標準組合 軸心豎向力作用下：Qk=(Fk+Gk+Gp2)/n=(2898.63+921.6+20)/4=960.058kN 荷載效應(yīng)標準組合偏心豎向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk+Gp2)/

9、n+(Mk+FVkh)/L =(2898.63+921.6+20)/4+(3646.752+60.637×1.6)/4.667=1762.253kN Qkmin=(Fk+Gk+Gp2)/n-(Mk+FVkh)/L =(2898.63+921.6+20)/4-(3646.752+60.637×1.6)/4.667=157.862kN 2、荷載效應(yīng)基本組合 荷載效應(yīng)基本組合偏心豎向力作用下： Qmax=(F+G+1.35×Gp2)/n+(M+Fvh)/L =(3503.356+1105.92+1.35×20)/4+(5583.817+84.892×

10、1.6)/4.667=2384.644kN Qmin=(F+G+1.35×Gp2)/n-(M+Fvh)/L =(3503.356+1105.92+1.35×20)/4-(5583.817+84.892×1.6)/4.667=-66.506kN 四、格構(gòu)柱計算格構(gòu)柱參數(shù)格構(gòu)柱綴件形式綴板格構(gòu)式鋼柱的截面邊長a(mm)450格構(gòu)式鋼柱長度H0(m)12.7綴板間凈距l(xiāng)01(mm)310格構(gòu)柱伸入灌注樁的錨固長度(m)3格構(gòu)柱分肢參數(shù)格構(gòu)柱分肢材料L160X16分肢材料截面積A0(cm2)49.07分肢對最小剛度軸的回轉(zhuǎn)半徑iy0(cm)3.14格構(gòu)柱分肢平行于對稱軸慣

11、性矩I0(cm4)1175.08分肢形心軸距分肢外邊緣距離Z0(cm)4.55分肢材料屈服強度fy(N/mm2)235分肢材料抗拉、壓強度設(shè)計值f(N/mm2)215格構(gòu)柱綴件參數(shù)格構(gòu)式鋼柱綴件材料424×300×20格構(gòu)式鋼柱綴件截面積A1x'(mm2)6000綴件鋼板抗彎強度設(shè)計值f(N/mm2)215綴件鋼板抗剪強度設(shè)計值(N/mm2)125焊縫參數(shù)角焊縫焊腳尺寸hf(mm)10焊縫計算長度lf(mm)594焊縫強度設(shè)計值ftw(N/mm2)160 1、格構(gòu)式鋼柱換算長細比驗算 整個格構(gòu)柱截面對X、Y軸慣性矩： I=4I0+A0(a/2-Z0)2=4×

12、;1175.08+49.07×(45.00/2-4.55)2=67942.227cm4 整個構(gòu)件長細比：x=y=H0/(I/(4A0)0.5=1270/(67942.227/(4×49.07)0.5=68.261 分肢長細比：1=l01/iy0=31.00/3.14=9.873 分肢毛截面積之和：A=4A0=4×49.07×102=19628mm2 格構(gòu)式鋼柱繞兩主軸的換算長細比：0 max=(x2+12)0.5=(68.2612+9.8732)0.5=68.971 0max=68.971=150 滿足要求！ 2、格構(gòu)式鋼柱分肢的長細比驗算 1=9.87

13、3min(0.50max，40)=min(0.5×68.971，40)=34.486 滿足要求！ 3、格構(gòu)式鋼柱受壓穩(wěn)定性驗算 0max(fy/235)0.5=68.971×(235/235)0.5=68.971 查表鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017附錄C：b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)：=0.757 Qmax/(A)=2384.644×103/(0.757×19628)=160.491N/mm2f=215N/mm2 滿足要求！ 4、綴件驗算 綴件所受剪力：V=Af(fy/235)0.5/85=19628×215×10-3×(2

14、35/235)0.5/85=49.647kN 格構(gòu)柱相鄰綴板軸線距離：l1=l01+30=31.00+30=61cm 作用在一側(cè)綴板上的彎矩：M0=Vl1/4=49.647×0.61/4=7.571kN·m 分肢型鋼形心軸之間距離：b1=a-2Z0=0.45-2×0.0455=0.359m 作用在一側(cè)綴板上的剪力：V0=Vl1/(2·b1)=49.647×0.61/(2×0.359)=42.179kN = M0/(bh2/6)=7.571×106/(20×3002/6)=25.237N/mm2f=215N/mm2

15、滿足要求！ =3V0/(2bh)=3×42.179×103/(2×20×300)=10.545N/mm2=125N/mm2 滿足要求！ 角焊縫面積：Af=0.7hflf=0.8×10×594=4158mm2 角焊縫截面抵抗矩：Wf=0.7hflf2/6=0.7×10×5942/6=411642mm3 垂直于角焊縫長度方向應(yīng)力：f=M0/Wf=7.571×106/411642=18N/mm2 平行于角焊縫長度方向剪應(yīng)力：f=V0/Af=42.179×103/4158=10N/mm2 (f /1.2

16、2)2+f2)0.5=(18/1.22)2+102)0.5=18N/mm2ftw=160N/mm2 滿足要求！ 根據(jù)綴板的構(gòu)造要求 綴板高度：300mm2/3 b1=2/3×0.359×1000=239mm 滿足要求！ 綴板厚度：20mmmax1/40b1，6= max1/40×0.359×1000，6=9mm 滿足要求！ 綴板間距：l1=610mm2b1=2×0.359×1000=718mm 滿足要求！ 線剛度：綴板/分肢=4×20×3003/(12×(450-2×45.5)/(1175.08

17、×104/610)=26.0286 滿足要求！ 五、樁承載力驗算樁參數(shù)樁混凝土強度等級C30樁基成樁工藝系數(shù)C0.75樁混凝土自重z(kN/m3)25樁混凝土保護層厚度(mm)35樁入土深度lt(m)32樁配筋自定義樁身承載力設(shè)計值否樁混凝土類型鋼筋混凝土樁身普通鋼筋配筋HRB400 1720地基屬性地下水位至地表的距離hz(m)0承臺埋置深度d(m)1.5是否考慮承臺效應(yīng)是承臺效應(yīng)系數(shù)c0.7土名稱土層厚度li(m)側(cè)阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系數(shù)承載力特征值fak(kPa)雜填土2051000.7100粘性土20243400.7340素填土101

18、82000.7200 考慮基坑開挖后，格構(gòu)柱段外露，不存在側(cè)阻力，此時為最不利狀態(tài) 1、樁基豎向抗壓承載力計算 樁身周長：u=d=3.14×0.8=2.513m 樁端面積：Ap=d2/4=3.14×0.82/4=0.503m2 承載力計算深度：min(b/2,5)=min(4.8/2,5)=2.4m fak=(2.4×100)/2.4=240/2.4=100kPa 承臺底凈面積：Ac=(bl-nAp)/n=(4.8×4.8-4×0.503)/4=5.257m2 復(fù)合樁基豎向承載力特征值： Ra=uqsia·li+qpa·Ap

19、+cfakAc=2.513×(9.6×5+13.5×24)+340×0.503+0.7×100×5.257=1473.855kN Qk=960.058kNRa=1473.855kN Qkmax=1762.253kN1.2Ra=1.2×1473.855=1768.626kN 滿足要求！ 2、樁基豎向抗拔承載力計算 Qkmin=157.862kN0 不需要進行樁基豎向抗拔承載力計算！ 3、樁身承載力計算 縱向普通鋼筋截面面積：As=nd2/4=17×3.142×202/4=5341mm2 (1)、軸心受壓樁樁

20、身承載力 荷載效應(yīng)基本組合下的樁頂軸向壓力設(shè)計值：Q=Qmax=2384.644kN cfcAp+0.9fy'As'=(0.75×14×0.503×106 + 0.9×(360×5340.708)×10-3=7313.628kN Q=2384.644kNcfcAp+0.9fy'As'=7313.628kN 滿足要求！ (2)、軸心受拔樁樁身承載力 Qkmin=157.862kN0 不需要進行軸心受拔樁樁身承載力計算！ 4、樁身構(gòu)造配筋計算 As/Ap×100%=(5340.708/(0.503

21、×106)×100%=1.062%0.45% 滿足要求！ 六、承臺計算承臺配筋承臺底部長向配筋RRB400 25150承臺底部短向配筋RRB400 25150承臺頂部長向配筋HRB400 25150承臺頂部短向配筋HRB400 25150暗梁配筋承臺梁上部配筋HRB400 625承臺梁腰筋配筋HRB400 418承臺梁底部配筋HRB335 625承臺梁箍筋配筋HPB300 14180承臺梁箍筋肢數(shù)n4暗梁計算寬度l'(m)0.8 1、荷載計算 塔身截面對角線上立桿的荷載設(shè)計值： Fmax=F/4+M/(20.5B)=3503.356/4+5583.817/(20.5

22、×2.5)=2455.181kN Fmin=F/4-M/(20.5B)=3503.356/4-5583.817/(20.5×2.5)=-703.503kN 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN·m) Vmax=2072.782kN，Mmax=181.424kN·m，Mmin=-1171.122kN·m 2、受剪切計算 截面有效高度：h0=h-c-D/2=1600-50-25/2=1538mm 受剪切承載力截面高度影響系數(shù)：hs=(800/1538)1/4=0.849 塔吊邊至樁邊的水平距離：a1b=(ab-B-d)/2=(3.3-2.5-0.8)/2=

23、0m a1l=(al-B-d)/2=(3.3-2.5-0.8)/2=0m 計算截面剪跨比：b'=a1b/h0=0/1.538=0，取b=0.25； l'= a1l/h0=0/1.538=0，取l=0.25； 承臺剪切系數(shù)：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.25+1)=1.4 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.25+1)=1.4 Vmax=2072.782kNhsbftl'h0=0.849×1.4×1430×0.8×1.538=2091.914kN Vmax=2072.782kNhslftl'h0=0.849

24、×1.4×1430×0.8×1.538=2091.914kN 滿足要求！ 3、受沖切計算 鋼格構(gòu)柱頂部基礎(chǔ)承臺底有角鋼托板，所以無需對混凝土承臺進行抗沖切驗算 4、承臺配筋計算 (1)、承臺梁底部配筋 S1= Mmin/(1fcl'h02)=1171.122×106/(1.04×14.3×800×15382)=0.042 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-2×0.042)0.5=0.043 S1=1-1/2=1-0.043/2=0.979 AS1=Mmin/(S1h0fy1)=1171.12

25、2×106/(0.979×1538×300)=2594mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.43/300)=max(0.2,0.214)=0.214% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, lh0)=max(2594,0.0021×800×1538)=2640mm2 梁底部實際配筋：AS1'=2946mm2AS1=2640mm2 滿足要求！ (2)、承臺梁上部配筋 S2= Mmax/(2fcl'h02)=181.424×106/(1.04×14.3

26、15;800×15382)=0.006 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-2×0.006)0.5=0.006 S2=1-2/2=1-0.006/2=0.997 AS1=Mmax/(S2h0fy2)=181.424×106/(0.997×1538×360)=395mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy2)=max(0.2,45×1.43/360)=max(0.2,0.179)=0.2% 梁上部需要配筋：A2=max(AS2, l'h0)=max(395,0.002×800×1538)=24

27、61mm2 梁上部實際配筋：AS2'=2946mm2AS2=2461mm2 滿足要求！ (3)、梁腰筋配筋 梁腰筋按照構(gòu)造配筋418 (4)、承臺梁箍筋計算 箍筋抗剪 計算截面剪跨比：'=(L-20.5B)/(2h0)=(4.8-20.5×2.5)/(2×1.538)=0.411 取=1.5 混凝土受剪承載力：1.75ft l'h0/(+1)=1.75×1.43×0.8×1.538/(1.5+1)=1.232kN Vmax=2072.782kN>1.75ft l'h0/(+1)=1.232kN nAsv1/

28、s=4×(3.142×142/4)/180=3.421 V=2072.782kN0.7ft lh0+1.25fyvh0(nAsv1/s)= 0.7×1.43×800×1538+1.25×270×1538×3.421=3007.306 kN 滿足要求！ 配箍率驗算 sv=nAsv1/( l's)=4×(3.142×142/4)/(800×180)=0.428%psv，min=0.24ft/fyv=0.24×1.43/270=0.127% 滿足要求！ (5)、板底面長向配筋面積 板底需要配筋：AS1=bh0=0.002×4800×1538=14765mm2 承臺底長向?qū)嶋H配筋：AS1'=16199mm2AS1=14765mm2 滿足要求！ (6)、板底面短向配筋面積 板底需要配筋：AS2=lh0=0.002×4800×