塔吊十字交叉梁天然基础计算书文档格式.doc
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20kN;
工作状态时:
50kN;
2、风荷载基本参数
所处城市:
浙江杭州市风荷载高度变化系数μz:
1.02;
地面粗糙度类别:
D类密集建筑群,房屋较高;
非工作状态时,基本风压ω0:
0.45kN·
工作状态时,基本风压ω0:
3、基础基本参数
交叉梁截面高度h1:
1m;
交叉梁宽t:
0.5m;
基础底面宽度Bc:
6m;
基础底板厚度h2:
0.4m;
基础上部中心部分正方形边长a1:
4m;
混凝土强度等级:
C35;
承台混凝土保护层厚度:
50mm;
基础埋置深度d:
0.6m;
十字交叉梁上部钢筋直径:
25mm;
十字交叉梁上部钢筋型号:
HRB335;
十字交叉梁底部钢筋直径:
十字交叉梁底部钢筋型号:
十字交叉梁箍筋直径:
10mm;
十字交叉梁箍筋型号:
HPB235;
十字交叉梁箍筋肢数:
6;
十字交叉梁腰筋直径:
20mm;
十字交叉梁腰筋型号:
基础底板钢筋直径:
基础底板钢筋型号:
4、地基基本参数
地基承载力特征值fak:
325kN/m2;
基础宽度的地基承载力修正系数ηb:
0.3;
基础埋深的地基承载力修正系数ηd:
1.3;
基础底面以下土的重度γ:
20kN/m3;
基础底面以上土的加权平均重度γm:
22kN/m3;
地基承载力设计值fa:
345.86kN/m2;
非工作状态下荷载计算
一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重:
G=450.800kN;
塔吊最大起重荷载:
Q=60.000kN;
作用于塔吊的竖向力:
F=1.2×
G+1.2×
Q=1.2×
450.800+1.2×
60.000=612.960kN;
2、塔吊弯矩计算
总的最大弯矩值Mmax=1.4×
1199.20=1678.88kN·
二、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算:
e=M/(F+G)≤20.5Bc/3
式中e──偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离;
M──作用在基础上的弯矩;
F──作用在基础上的垂直载荷;
G──混凝土基础重力,G=25×
1.2×
25.697=770.91kN;
Bc──为基础的底面宽度;
计算得:
e=1678.880/(612.960+770.910)=1.213m<
20.5×
6.000/3=2.828m;
基础抗倾覆稳定性满足要求!
三、地基承载力验算
e=M/(F+G)=1678.88/(612.96+770.91)=1.213≥Bc/6=6/6=1
地面压应力计算:
Pmax=[a(F+G)]/(20.5Bc3/18-Bc2a+3×
20.5Bca2-3a3)
式中F──作用在基础上的垂直载荷;
G──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-Mmax/(F+G)=6.000/20.5-1678.880/(612.960+770.910)=3.030m;
不考虑附着基础设计值:
Pmax=[3.03(612.96+770.91)]/(20.5×
63/18-62×
3.03+3×
20.5×
6×
3.032-3×
3.033)=72.117kPa;
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2.3条,计算公式如下:
fa=fak+ηbγ(Bc-3)+ηdγm(d-0.5)
式中fa--修正后的地基承载力特征值;
fak--地基承载力特征值,按本规范第5.2.3条的原则确定,取325.000kN/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γ=20.000kN/m3;
Bc--基础底面宽度,当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值,取Bc=6.000m;
γm--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度,取γm=22.000kN/m3;
d--基础埋置深度(m),取d=0.600m;
解得修正后的地基承载力特征值:
fa=345.860kPa;
实际计算取的地基承载力设计值为:
地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=72.117kPa,满足要求!
四、基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)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,其间按照线性内插法取用;
取βhp=0.98;
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57N/mm2;
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度,取ho=0.35m;
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度,am=[21/2×
(Bc-a1)-t]/2=[21/2(6-4)-0.5]/2=1.164m;
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=Pmaxam2=72.12×
1.162=97.75kN;
允许冲切力:
0.7×
0.98×
1.57×
1164.21×
350.00=440351.168N=440.351kN≥Fl=97.75kN;
实际冲切力小于允许冲切力设计值,满足要求!
五、交叉梁截面主筋的计算
1、梁弯矩计算
MI=Pmax(mS3/3-S4/6)/m
式中Pmax--基础设计值,取Pmax=72.117kPa;
m--基础梁底部应力最大处与应力为0处的距离,m=8.485m;
s--基础边缘至最近塔吊脚的距离,s=2.475m;
经计算得:
MI=72.117×
(8.485×
2.4753/3-2.4754/6)/8.485=311.256kN·
2、截面配筋计算
As=M/(γsh0fy)
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
γs=1-ζ/2
式中,αl──系数,当混凝土强度等级不超过C50时,αl取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,αl取为0.94,其间按线性内插法确定;
取α1=1.00;
fc──混凝土抗压强度设计值,查表得fc=16.70N/mm2;
ho──有效计算高度;
fy──钢筋受拉强度设计值;
(1)、梁上部配筋计算
单筋距形截面所能承受的最大弯矩:
M=αlfctho2ζb(1-0.5ζb)=2892.555kN·
m>
MI=311.256kN·
m
梁上部只需构造配筋。
由于最小配筋率为0.2%,所以最小配筋面积为:
1000×
500×
0.2%=1000mm2
建议配筋值:
HRB335钢筋,325,实际配筋值1472.622mm2。
(2)、梁底配筋计算:
αs=311.256×
106/(1.00×
16.70×
500.00×
950.002)=0.041;
ξ=1-(1-2×
0.041)0.5=0.042;
γs=1-0.042/2=0.979;
As=311.256×
106/(0.979×
950.00×
300)=1115.664mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
0.15%=750mm2。
故取As=1115.66mm2。
HRB335钢筋,325。
实际配筋值1472.622mm2。
(3)、梁箍筋计算:
Fl=97.75kN,选择Φ10,6肢箍,Asv1=78.54mm2;
s≤(1.25nfyvh0Asv1)/(V-0.7Ftbh0)
ρsv=nAsv1/bs
ρsvmin=0.24ft/fyv
s=390mm
最小配箍率:
ρsv=nAsv1/bs=6×
78.540/(500.00×
390.00)=0.0024>
ρsvmin=0.24ft/fyv=0.24×
1.57/210=0.0018
HPB235钢筋,10@390
(4)、梁腰筋计算:
十字交叉梁高度h1=1000mm>
450mm,所以需要配置腰筋。
As≥t×
ho×
0.1%=500×
950×
0.1%=475mm
故取As=475mm2。
HRB335钢筋,414。
实际配筋值615.752mm2。
(5)、板底配筋计算:
最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
6000×
400×
0.15%=3600mm2。
故取As=3600.00mm2。
HRB335钢筋,20@250mm。
承台底面单向根数24根。
实际配筋值7539.822mm2。
工作状态下荷载计算
1229.20=1720.88kN·
e=1720.880/(612.960+770.910)=1.244m<
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