格构柱塔吊基础施工方案Word格式.docx

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详见《临时用电施工方案》）。

QTZ80（ZJ5710）塔吊，格构柱上设2.2M×

2.2M×

0.04M钢平台；

钻孔桩顶设3.0M×

3.0M×

0.08M标号为C35钢筋混凝土基础，内配Φ20@160；

格构柱下端伸入桩基2.5M，桩基采用直径800，标号为C30混凝土钻孔桩，内配12Φ20。

QTZ60（ZJ5010）塔吊，每根格构柱上设0.6M×

0.6M×

0.04M钢板柱帽；

格构柱上端通过钢板柱帽与地下节连牢，钻孔桩顶设3.0M×

　有关数据见下表：

塔吊编号

1

2

3

4

5

生产厂商

浙江建机

塔吊型号

QTZ80

QTZ60

桩径/有效桩长m

800

钢筋笼长m

29

27

钢筋笼配筋

12Φ20

桩顶标高m

-10.00

承台底标高m

-10.05

承台面标高m

-9.25

承台配筋

Φ20＠160

格构柱长度m

8.80

格构柱顶标高m

-1.200

塔吊安装高度m

160

40

塔机采用四桩基础。

格构柱的防水参见支撑立柱的防水做法。

格构柱的防腐处理：

表面采用钢丝刷、砂皮除锈，底漆为铁红防锈漆二道，面漆采用银粉漆一道作为保护层。

四、选用塔吊的主要性能

两种型号均选用浙江建机集团生产的QTZ80（ZJ5710）和QTZ60（ZJ5010）

1、QTZ80（ZJ5710）塔吊独立高度40.5M、8道附着高度达到160M、最大臂长57M、最大起重量6T、最大起重力矩95.4T.M、总重量949KN、塔身宽度1.6M，总功率31.7KW；

2、QTZ60（ZJ5010）塔吊独立高度40.1M、该塔吊仅地下室施工独立高度已经足够、最大臂长50M、最大起重量6T、最大起重力矩60T.M、总重量434KN、塔身宽度1.6M，总功率31KW；

五、塔吊基础计算

（一）、1#塔吊塔吊基础计算书

基本参数

1、塔吊基本参数

塔吊型号：

QT80A；

标准节长度b：

3m；

塔吊自重Gt：

949kN；

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：

160m；

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：

8.8m；

格构柱缀件类型：

缀板；

格构柱缀件节间长度a1：

0.3m；

格构柱分肢材料类型：

L160x10；

格构柱基础缀件节间长度a2：

1.5m；

格构柱钢板缀件参数:

宽160mm，厚8mm；

格构柱截面宽度b1：

0.45m；

格构柱基础缀件材料类型：

3、基础参数

桩中心距a：

1.6m；

桩直径d：

0.8m；

桩入土深度l：

29m；

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：

20mm；

钢平台宽度：

2.2m；

钢平台厚度：

0.1m；

钢平台的螺栓直径：

钢平台的螺栓数目：

钢平台的螺栓性能等级：

高强10.9级；

4、塔吊计算状态参数

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：

2.3；

主弦杆材料：

角钢/方钢；

主弦杆宽度c：

250mm；

非工作状态：

所处城市浙江杭州市，基本风压W0=0.45kN/m2；

额定起重力矩Me：

954kN·

m；

基础所受水平力P：

71kN；

塔吊倾覆力矩M：

1668kN·

工作状态：

所处城市浙江杭州市，基本风压W0=0.45kN/m2，

31kN；

1039kN·

非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=949.00=949.00kN

2、塔吊倾覆力矩

总的最大弯矩值Mmax=1668.00kN·

m

3、塔吊水平力计算

挡风系数计算：

φ=（3B+2b+（4B2+b2）1/2c/Bb）

挡风系数Φ=0.79

水平力：

V=ω×

B×

H×

Φ+P=0.45×

1.60×

160.00×

0.79+71.00=162.12kN

5、每根格构柱的受力计算

作用于承台顶面的作用力：

N=949.00kN

Mmax=1668.00kN·

V=162.12kN

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

式中：

N－单桩个数，n=4；

F－作用于桩基承台顶面的竖向力设计值；

G－桩基承台的自重；

Mx,My－承台底面的弯矩设计值；

xi,yi－单桩相对承台中心轴的XY方向距离；

Ni－单桩桩顶竖向力设计值；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值

最大压力：

N0=Nmax=N/4+（Mmax×

a×

2-0.5）/（2×

（a×

2-0.5）2）=949.00/4+（1668.00×

（1.60×

2-0.5）2）=974.41kN

最小压力：

Nmin=N/4-（Mmax×

2-0.5）2）=949.00/4-（1668.00×

2-0.5）2）=-499.91kN

需要验算桩基础抗拔力。

（2）、桩顶剪力的计算

V0=V/4=162.12/4=40.53kN

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=nvπd2fvb/4=1×

3.14×

30.002×

320/4=226.19kN

Nv=V/n=162.12/12=13.51kN<

226.19kN

螺栓抗剪强度满足要求。

2、螺栓抗拉验算

n1×

Nt=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；

Ntb=πde2ftb/4=3.14×

26.722×

400/4=224.23kN

Nt=Nmin/n1=499.91/3.00=166.64kN<

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+（NtNtb）2）1/2≤1

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=（（13.51/226.19）2+（166.64/224.23）2）0.5=0.75

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

Nv=V/n=162.12/12=13.51kN；

310/（4×

1000）=219.13kN；

Nt=Nmin/n1=499.91/3.00=166.64kN；

500/（4×

1000）=280.29kN；

（（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2）0.5=（（13.51/219.13）2+（166.64/280.29）2）0.5=0.60kN；

四、单肢格构柱截面验算

1、格构柱力学参数

L160x10

A=31.50cm2i=4.97cmI=779.53cm4z0=4.31cm

每个格构柱由4根角钢L160x10组成，格构柱力学参数如下：

Ix1=[I+A×

（b1/2－z0）2]×

4=[779.53+31.50×

（45.00/2-4.31）2]×

4=44808.51cm4；

An1=A×

4=31.50×

4=126.00cm2；

W1=Ix1/（b1/2-z0）=44808.51/（45.00/2-4.31）=2463.36cm3；

ix1=（Ix1/An1）0.5=（44808.51/126.00）0.5=18.86cm；

2、格构柱平面内整体强度

Nmax/An1=974.41×

103/（126.00×

102）=77.33N/mm2<

f=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=8.80m；

λx1=L0x1×

102/ix1=8.80×

102/18.86=46.66；

单肢缀板节间长度：

a1=0.30m；

λ1=L1/iv=30.00/3.20=9.38；

λ0x1=（λx12+λ12）0.5=（46.662+9.382）0.5=47.60；

查表：

Φx=0.87；

Nmax/（ΦxA）=974.41×

103/（0.87×

126.00×

102）=89.20N/mm2<

格构柱整体稳定性满足要求。

4、刚度验算

λmax=λ0x1=47.60<

[λ]=150满足；

单肢计算长度：

l01=a1=30.00cm；

单肢回转半径：

i1=4.97cm；

单肢长细比：

λ1=l01/i1=30.00/4.97=6.04<

0.7λmax=0.7×

47.60=33.32；

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=44808.51cm4An1=126.00cm2

W1=2463.36cm3ix1=18.86cm

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×

（b2×

102/2-b1×

102/2）2]×

4=[44808.51+126.00×

102/2-0.45×

4=1845584.03cm4；

An2=An1×

4=126.00×

4=504.00cm2；

W2=Ix2/（b2/2-b1/2）=1845584.03/（1.60×

102/2）=32097.11cm3；

ix2=（Ix2/An2）0.5=（1845584.03/504.00）0.5=60.51cm；

2、格构柱基础平面内整体强度

N/An+Mx/（γx×

W）=949.00×

103/（504.00×

102）+1668.00×

106/（1.0×

32097.11×

103）=70.80N/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=8.80m；

λx2=L0x2/ix2=8.80×

102/60.51=14.54；

An2=504.00cm2；

Ady2=2×

31.50=63.00cm2；

λ0x2=（λx22+40×

An2/Ady2）0.5=（14.542+40×

504.00/63.00）0.5=23.05；

φx=0.96；

NEX'

=π2EAn2/1.1λ0x22

NEX=175275.32N；

N/（φxA）+βmxMx/（Wlx（1-φxN/NEX））≤f

N/（φxA）+βmxMx/（Wlx（1-φxN/NEX））=7.23N/mm2≤f=300N/mm2；

格构式基础整体稳定性满足要求。

λmax=λ0x2=23.05<

l02=a2=150.00cm；

ix1=18.86cm；

λ1=l02/ix1=150.00/18.86=7.95<

23.05=16.14；

刚度满足要求。

六、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1条。

根据以上的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值；

N=974.41kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

γ0N≤fcA

其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00；

fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；

A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50m2；

则，1.00×

974.41=974.41kN<

14.30×

0.50×

103=7150.00kN；

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！

七、桩竖向极限承载力验算

单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp

Qsk=u∑qsikli

Qpk=qpkAp

其中R－最大极限承载力；

Qsk－单桩总极限侧阻力标准值；

Qpk－单桩总极限端阻力标准值；

ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；

γs,γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数；

qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

qpk－极限端阻力标准值；

u－桩身的周长，取u=πd=2.51m；

Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2；

li－第i层土层的厚度；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称

12.9513.000.00粘质粉土

27.0023.000.00粉砂

33.707.000.00淤泥质粉质粘土

48.3024.000.00粉质粘土

54.2030.000.00粉砂

612.9055.002400.00圆砾

由于桩的入土深度为29.00m,所以桩端是在第6层土层。

已知：

桩中心距：

Sa=a=1.60m，桩直径：

d=0.80m，承台宽度：

Bc=2.20m，桩入土长度：

l=29.00m

由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/29.00=0.08

查表得：

ηs=1.20，ηp=1.26

单桩竖向承载力验算:

R=1278.07kN>

974.41kN，桩的竖向极限承载力满足要求!

八、桩基础抗拔验算

单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Uk－桩基抗拔极限承载力标准值；

ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m；

qski－桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；

λi－抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；

li－第i层土层的厚度。

经过计算得到Uk=1231.15kN>

Nmin=499.91kN

桩抗拔满足要求。

九、桩配筋计算

1、桩构造配筋计算

按照构造要求配筋。

As=πd2/4×

0.65%=3.14×

8002/4×

0.65%=3267mm2

2、桩抗压钢筋计算

3、桩受拉钢筋计算

经过计算得到桩抗拔满足要求，只需构造配筋！

建议配筋值：

HRB335钢筋，1120。

实际配筋值3456.2mm2。

依据《建筑桩基设计规范》（JGJ94-94），

箍筋采用6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；

受水平荷载较大的桩基和抗震桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；

当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。

桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。

工作状态下荷载计算

N=Gt+Q=949.00+60.00=1009.00kN

总的最大弯矩值Mmax=1039.00kN·

0.79+31.00=122.12kN

N=1009.00kN

Mmax=1039.00kN·

V=122.12kN

2-0.5）2）=1009.00/4+（1039.00×

2-0.5）2）=711.43kN

2-0.5）2）=1009.00/4-（1039.00×

2-0.5）2）=-206.93kN

V0=V/4=122.12/4=30.53kN

Nv=V/n=122.12/12=10.18kN<

Nt=Nmin/n1=206.93/3.00=68.98kN<

（（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2）0.5=（（10.18/226.19）2+（68.98/224.23）2）0.5=0.31

Nv=V/n=122.12/12=10.18kN；

Nt=Nmin/n1=206.93/3.00=68.98kN；

（（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2）0.5=（（10.18/219.13）2+（68.98/280.29）2）0.5=0.25kN；