塔吊基础及其附着验算.docx
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塔吊基础及其附着验算
TC5610-6塔机基础及其附着验算
1.塔机基础验算
1.1支腿固定式基础载荷如下
1.2塔机抗倾覆验算
6级以上风停止作业,6级风以下的工作状态的水平荷载18.3KN,非工作状态的水平荷载73.9KN,用于塔机独立高度的基本风压荷载。
塔机基础尺寸长×宽×高为5米×5米×1米。
混凝土重度为。
验算公式:
工况:
非工况:
则工况满足要求,非工况满足要求。
1.3塔机基础地耐力验算
验算公式:
工况:
非工况:
现场实际地耐力为200KPa,则工况满足要求,同样非工况满足要求。
2.塔机附着验算
2.1附着立面、平面控制
附着立面控制
附着平面控制
2.2附着受力计算(此部分为本公司用专业计算软件PKPM进行的受力计算)
2.2.1支座力计算
塔机按照说明书与建筑物附着时,最上面一道附着装置的负荷最大,因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁,其内力及支座反力计算如下:
风荷载取值:
Q=0.27kN;
塔吊的最大倾覆力矩:
M=1552.00kN;
计算结果:
Nw=95.4182kN;
2.2.2附着杆内力计算
计算简图
计算单元的平衡方程:
其中:
第一种工况的计算:
塔机满载工作,风向垂直于起重臂,考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合风荷载扭矩。
将上面的方程组求解,其中θ从0-360循环,分别取正负两种情况,求得各附着最大的。
塔机满载工作,风向垂直于起重臂,考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合。
杆1的最大轴向压力为:
228.52kN;
杆2的最大轴向压力为:
0.00kN;
杆3的最大轴向压力为:
66.06kN;
杆1的最大轴向拉力为:
0.00kN;
杆2的最大轴向拉力为:
190.44kN;
杆3的最大轴向拉力为:
176.27kN;
第二种工况的计算:
塔机非工作状态,风向顺着着起重臂,不考虑扭矩的影响。
将上面的方程组求解,其中θ=45,135,225,315,Mw=0,分别求得各附着最大的轴压和轴拉力。
杆1的最大轴向压力为:
70.32kN;
杆2的最大轴向压力为:
50.18kN;
杆3的最大轴向压力为:
113.16kN;
杆1的最大轴向拉力为:
70.32kN;
杆2的最大轴向拉力为:
50.18kN;
杆3的最大轴向拉力为:
113.16kN;
2.3附着各部件设计
2.3.1埋件设计
埋件制作图
埋件受力图
根据混凝土设计规范:
GB50010-2002预埋件计算。
当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时,应按以下两个公式计算,并取较大者。
其中:
fy:
锚筋的抗拉强度设计值,Q345取300Mpa;
fc:
混凝土抗压强度,按C30取值14.3Mpa;
t:
锚板厚度,t=16mm;
d:
锚筋直径,d=20mm;
av:
锚筋的受剪承载力系数,当av>0.7时,取av=0.7时;
av=(4.0-0.08d)√fc/fy=0.52
ab:
锚板的弯曲变形折减系数;
ab=0.6+0.25t/d=0.8
ar:
锚筋层数影响系数,两层取1.0.三层取0.9,四层取0.85;
Z:
沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离;
双耳座埋件
实际使用钢筋截面积【As】=πr2=4712.4mm2
则:
As<【As】,满足要求。
单耳座埋件
实际使用钢筋截面积【As】=πr2=1885mm2
则:
As<【As】,满足要求。
2.3.2耳座设计
耳座制作图
耳座、拉杆封头计算:
注:
涉及到附着角度、拉杆干涉问题,耳板长度根据实际情况而定,耳板长度较长时,在耳板内侧布置加劲肋,将两块耳板做成箱型。
此处所需计算的只是拉杆封头及耳座的圆弧尺寸:
曲梁公式:
耳座、封头计算简图
计算公式:
对a-a截面:
对b-b截面:
耳板孔壁承压计算:
(d为销孔直径)
式中:
——耳板承受的最大轴向力,由于是两个耳座同时受力,取拉杆受力的一半Pmax=114250N;
h——销孔边缘至同一侧耳板边缘距离;
R——耳板厚度中间;
——耳板钢板的厚度;
A——面积,,为耳板钢板厚度总和;
K——系数,
则:
Pmax=114250N,h=65mm,R=(90+50)/2=70mm,=20mm,=36mm,d=16mm,
A=36×65=2340mm2,=5.39
耳板孔壁承压计算:
=198.35Mpa<1.4
则耳座满足受力要求。
2.3.3拉杆设计
拉杆制作图
附着拉杆计算:
本次拉杆采用两个热轧普通槽钢对扣式组合截面,拉杆两端铰接,钢材为Q235B。
根据塔式起重机设计手册,取Q235钢材的强度设计值,直接承受动力荷载构件容许长细比。
以最长拉杆,轴心受力F=228.5KN为计算依据按实腹式单向压弯构件验算截面。
单个槽钢截面几何特性
选取截面:
[16b
截面面积:
cm2
惯性矩:
,
重心距:
整个拉杆截面几何特性
截面尺寸:
截面面积:
cm2
惯性矩:
回转半径:
,
截面模量:
,
拉杆自重:
,按均布荷载考虑
自重弯矩:
腹板厚度:
,翼缘板平均厚度:
整个拉杆截面强度验算
弯矩作用平面内的稳定性验算
长细比:
板件宽厚比,属C类截面,查表得:
欧拉临界力:
取等效弯矩系数,截面塑性发展系数
弯矩作用平面外的稳定验算
长细比:
板件宽厚比:
,属C类截面,查表得:
压弯整体稳定系数:
取等效弯矩系数,截面影响系数
则,拉杆抗拉、抗压稳定性满足要求。