科技大厦塔吊方案Word文档下载推荐.docx
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二、工程地质情况
根据地质报告，结合6－6′地质剖面图Z11处地质柱状图，塔吊基础桩桩身周围有效土体（-10.95米以下）及桩端持力层地质情况如下：
序号
土质
土层厚度（米）
层面高程（米）
桩周土摩阻力标准值qsa（Kpa）
桩端土承载力标准值qpa（Kpa）
1
-3层砂质粉土夹粉砂
5.5
-11.00
28
2
层淤泥质
粉质粘土
23.5
-16.50
10
3
层粉质粘土
4.70
-40.00
17
4
层圆砾
7.10
-44.70
45
5
-1层全风化
安山质凝灰岩
2.20
-51.80
35
6
-2层强风化
2.10
-54.00
40
2000
三、桩基做法
桩顶标高：
-10.95米（-10.95米以上采用型钢格构柱与塔吊基础锚结,型钢格构柱锚入桩顶标高以下3.0米,锚入塔吊基础0.8米,桩帽钢筋与型钢格构柱焊牢），桩底标高：
约为-54.80米（按有效桩长进入强风化安山质凝灰岩0.8米控制）。
钢筋笼：
25米以上主筋：
16Φ16；
25米以下主筋：
8Φ16，采用φ8螺旋筋做箍筋，间距200；
在钢筋笼接头处及上部15米范围箍筋加密，间距100；
采用Φ16筋作箍筋加强筋，间距2000；
同截面主筋焊接接头比例不得超过50%。
砼采用C35水下砼，桩位及具体做法详见附图。
四、塔吊基础
本工程塔吊基础梁采用两根700×
1400钢筋砼交叉梁，砼等级为C35，其位置及配筋详见附图。
五、相关做法
1、土方开挖
从塔吊桩（格构柱）顶到地下室顶板垫层底还有0.70m厚的土体，在地下室土方开挖过程中，挖机在行走和开挖时不能扰动和碰撞塔吊桩（格构柱）。
四根塔吊桩（格构柱）之间的土方采用人工开挖，确保塔吊桩的安全。
2、塔吊基础与地下室梁板的连接
本塔吊基础及塔吊桩（格构柱）分别与地面一层和地下室底板、地下二层相连：
（1）、塔吊基础（C-6）轴交（C-H）轴处与地面一层、地下二层的连接。
塔吊基础桩上的格构柱与地下室-1层、-2层相交的板在-1层、-2层结构施工时相遇处预留洞（650×
650）并预留钢筋，待塔吊拆除之后再施工。
预留钢筋的接头位置要按规范的要求错开。
（2）、塔吊桩在（C-6）轴交（C-H）轴处与地下室底板的连接。
地下室底板砼浇注时，将塔吊桩（格构柱）所覆盖的底板区域与结构连接处在每个格构柱上焊钢板止水片后预留（650×
650）的洞并预留钢筋，按后浇带的做法处理（见附图），确保地下室底板的防水。
为避免在拆除塔吊桩时砼渣子掉进（C-6）轴交（C-H）轴的JZL4及JZL21梁内而难以清理，在底板浇注时将格构柱预留洞后浇区的底板底标高以下部分（600厚附加层）连同底板一起浇注，上部在浇后浇带时一起浇注。
六、塔机技术参数
工作状况：
P=85.5tH=31tM=150tm
非工作状况：
P=86.5tH=77tM=170tm
七、塔机受力分析
塔身基座→钢筋砼梁→桩→土层
荷载分析：
从塔机技术参数来看，在非工作状况时荷载为最大，塔身自由高度为40米，超过节40米时，增加附臂，力矩通过护臂传递给建筑物。
故荷载最不利位置为：
当自由高度为40米时，塔臂在塔身的对角线上。
此时弯矩与集中力叠加作用于地基梁。
八、计算
1、塔吊基础梁
（1）、钢筋砼梁两端固定于桩顶使梁成为两端固定梁，所受荷载有：
a、两集中力：
为便于计算，将钢筋砼梁的自重转化为集中力（按两根计算）：
1.2×
0.7×
1.4×
4.336×
25/2=63.74KN
F=63.74+1.2×
86.5×
10/4=323.24KN
b、塔身非工作状况弯距M/2
M1=1.2×
M/2=1.2×
1700/2=1020KN.M
桩顶砼梁受力图
受力简图
等效图见下图：
（2）`根据结构力学中力法进行计算：
（向上为正）
ΣMA=0F×
0.708+F×
（2.12+0.708）+2M1=RB×
3.536
323.24×
0.708+323.24×
（2.12＋0.708）＋2×
1020＝RB×
RB=900kN
ΣMB=0F×
（2.12+0.708）=RA×
3.536+2M1
（2.12＋0.708）＝RA×
3.536＋2×
1020
RA=-253.68KN
6-2、根据力法计算，从C处断开取右面单元为脱离体：
MC右+（0.708+2.12）*RB=M1+F*2.12得：
MC右=-839.9KN
故：
MC左=1020-839.9=180.1KN
6-3、根据力法计算，从D处断开取右面单元为脱离体：
MD右=-RB*0.708=-637.2KN
MD左=1020-637.2=382.8KN
M1M2
6-4、
y1=（3.536-0.708×
2/3）/3.536=0.867
y2=（1.387×
2/3+0.633+0.708）/3.536=0.641
y3=（0.633-0.633×
2/3+0.708）/3.536=0.260
y4=（0.708×
2/3）/3.536=0.133
同理求得：
y1，=0.133y2，=0.331y3，=0.712y4，=0.867
6-5、
Δ1P=（1/2×
0.708×
180.1×
0.867-1/2×
1.387×
839.9×
0.641+1/2×
0.633×
382.8×
0.260-1/2×
637.2×
0.133）/EI=-316.58/EI
Δ2P=（1/2×
0.133-1/2×
0.331+1/2×
0.712-1/2×
0.867）/EI=-293.62/EI
6-6、δ11=δ22=1/2×
3.536×
1×
2/3/EI=1.179/EI
δ12=δ21=1/2×
1/3/EI=0.589/EI
δ11X1+δ12X2+△1P=0δ21X1+δ22.X2+△2P=0
代入求得：
X1=192.1kN.mX2=153kN.m
6-7、根据等效图计算求得：
MA,=X1=192.1KN.mMB,=X2=-153KN.m
ΣMB=02M+3.536RA,=0.708F+（0.708+2.12）F+X1+X2RA,=-156kN
ΣMA=02M+0.708F+（0.708+2.12）F=X1+X2+3.536RB,RB,=802.57kN
MC左=302.55KN.mMC右=717.45KN.m
MD左=298.8KN.mMD右=-721.2KN.m
6-8、砼梁剪力与弯矩图如下：
7、荷载效应分析：
由剪力、弯矩图可知：
钢筋砼梁承受的最大正弯矩M1max=721.2KN.M，承受的最大负弯矩M2max=302.55KN.M，承受的最大剪力Vmax=802.48KN，最大拔力156KN，钢筋砼梁对桩顶最大压力802.48kN。
8、基础梁配筋验算：
承台梁截面尺寸为：
b=700mmh=1400mm
8-1、基础梁底筋验算：
设底筋按两排设置，h0=1400-60=1340
M1max=αsfcmbh02
αs=M1max/fcmbho2=721.2×
106/16.5×
700×
13402=0.035
相对受压区高度ξ=1-
=1-
=0.0356
受压区高度χ=ξho=0.0356×
1340=47.7mm
由fcmbχ=fyAs得As=fcmbχ/fy=16.5×
47.7/310=1777mm2
梁的最小配筋率0.2%
As＝0.002bh0＝0.002×
1340＝1876mm2>
1777mm2按最小配筋设计
选用10Φ20（2/8）（As=3142mm2＞1876mm2，符合要求）
8-2、基础梁面筋验算：
设面筋按一排设置，ho=1400-30=1370
M2max=αsfcmbho2
αs=M2max/fcmbho2=302.55×
106/（16.5×
13702）=0.014
=0.0141，受压区高度χ=ξho=0.0141×
1370=19.32mm
19.32/310=719.8mm2
719.8mm2按最小配筋设计
选用8Φ20（As=2513.6mm2＞1876mm2，符合要求）
8-3、钢筋砼梁斜截面承载力验算
Vc=0.07fcbho=0.07×
15×
1340=984.9KN＞802.48KN
钢筋砼梁抗剪承载力符合要求（基础梁配筋见附图）
8-4基础梁的配筋汇总如下：
基础梁
主筋
腰筋
箍筋
面筋6Φ22
底筋8Φ22（2/6）
6Φ14，φ10拉钩
φ10@200（6）
五、塔吊桩的设计：
1、塔吊桩选型：
采用4根灌注桩，断面Φ800，该塔吊基础桩顶标高为-10.95m，相当于黄海高程-4.95m。
桩顶进入基础梁100mm，桩顶黄海高程-4.85m,桩顶桩头钢筋锚入基础附加层600。
考虑塔吊基础的沉降，桩底落在持力层（第
-2层：
强风化安山质凝灰岩），进入该层0.8m，桩底高程-54.80m，桩长约43.9m。
2、塔吊桩
（1）受力计算:
B#塔吊桩顶标高:
-10.95m；
底标高:
-54.80m,桩身直径=800mm。
桩承载力:
承受压力标准值
Rk=QpAp+Us∑LsiQsi
Us____桩身周长
Qsi_____桩周各土层的摩擦力标准值
Lsi____桩周各土层厚度
Qp___桩端土的承载力标准值
Ap___桩身横截面面积
由工程地质勘察报告得：
Qp=2.0Mpa，Ap=0.50m2，Us=3.14×
800=2512mm
QS
-3=0.028Mpa，h
-3=5.50×
103mm，QS
=0.010Mpa，h
=23.5×
103mm；
=0.017Mpa，h
=4.7×
103mm；
QS
=0.045Mpa，h
=7.10×
-1=0.035Mpa，h
-1=2.2×
-2=0.040Mpa，h
-2=0.8×
Rk=π×
0.8（0.028×
103×
5.50+0.01×
23.5+0.017×
4.7+0.045×
7.1+0.035×
2.2+0.04×
0.8）+2×
0.5×
103=3254kN
设计值：
Rk压=Rk/1.2=2712kN
桩顶承受的最大压力=802.48kN
桩身自重1.2×
3.14×
0.42×
43.9×
25=661.6kN
荷载设计值为：
802.48+661.6=1464kN<
RK压=2712kN
最大拨力=156kN<
661.6kN（桩身自重）
由上面计算可知均满足设计要求.
（2）、桩身配筋
受压时:
N=802.48kN
桩身所能承受的压力=Afc=π×
400×
16.5=8289.6kN>
N+N自=1464kN
故受压时只需按构造配筋。
抗拨时N=156kN
As=N/fy=156×
103/310=503.2mm2
承受弯矩时：
桩径D=800mm
a、桩身承受的最大弯矩为砼梁固定端传递过来的最大固端矩M=192.1kN.m。
b、桩身抗弯时：
计算方法及公式
符号意义
其承载力按下式计算：
M≤2/3.fcm.A.r.sin3πa/π+fy.As.Rs.（sinπa/π+sinπat）/π且
a.fcm.A（1-sin2πa/2πa+a-at）-fy.As=0
at=1.25-2a
用上式计算时，先假定桩截面和配筋，求出a值。
M__标准荷载下的弯矩；
fcm—砼抗弯强度设计值；
r—圆形截面的半径；
A__灌注桩截面面积;
fy__钢筋抗拉强度设计值;
As___全部纵向钢筋的截面面积;
As___纵向钢筋所在圆周的半径;
Rs___受压区砼截面面积的圆心角（rad）与2π的比值;
at___纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋的截面面积的比值.
已知：
fcm=16.5N/mm2A=π×
4002=502400mm2
假定配筋取14Ф18，则AS=3560mm2
令b=fyAS/fcm.A得：
a=（1.25b+sin2πa/2π）/（1+3b）
b=310×
3560/（16.5×
502400）=0.132
将b代入上式，并用试算法求得a=0.231,则at=1.25-2a=0.788
得：
M=2/3.fcm.A.r.sin3πa/π+fy.AS.Rs.（sinπa/π+sinπat）/π
=307.54kN.m>
192.1kN.m
4.2.4钢筋笼配筋如下：
Ⅰ、钢筋外露长度：
800mm；
Ⅱ、25m以上主筋：
14Ф18；
25m以下主筋：
7Ф18；
Ⅲ、采用φ8螺旋筋作箍筋间距见详图；
Ⅳ、每隔2m加设1Ф14的箍筋作为加强箍；
Ⅴ、在钢筋笼接头处及上部15米范围箍筋加密@100。
（3）桩式基础格构柱计算：
依据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。
1.格构柱截面的力学特性：
格构柱的截面尺寸为0.42×
0.42m；
主肢选用:
12.5号角钢b×
d×
r=125×
10×
14mm；
缀板选用（m×
m）:
0.01×
0.01
主肢的截面力学参数为A0=24.37cm2，Z0=3.45cm，Ix0=361.67cm4，Iy0=361.67cm4；
格构柱截面示意图
格构柱的y-y轴截面总惯性矩：
格构柱的x-x轴截面总惯性矩：
经过计算得到：
Ix=4×
[361.67+24.37×
（42/2-3.45）2]=31474.46cm4；
Iy=4×
2.格构柱的长细比计算：
格构柱主肢的长细比计算公式：
其中H──格构柱的总高度，取10.00m；
I──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=31474.46cm4，Iy=31474.46cm4；
A0──一个主肢的截面面积，取24.37cm2。
经过计算得到
x=55.66,
y=55.66。
格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:
其中b──缀板厚度，取b=0.01m。
h──缀板长度，取h=0.42m。
a1──格构架截面长，取a1=0.42m。
经过计算得i1=[（0.012+0.422）/48+5×
0.422/8]0.5=0.34m。
1=10.00/0.34=29.63。
换算长细比计算公式：
kx=63.05,
ky=63.05。
3.格构柱的整体稳定性计算：
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：
其中N──轴心压力的计算值（kN）；
取N=1600kN；
A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×
24.37cm2；
──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；
根据换算长细比
0x=63.05,
0y=63.05,查《钢结构设计规范》得到
x=0.79,
y=0.79。
经过计算得到X方向的强度值为208.3N/mm2，小于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
Y方向的强度值为208.3N/mm2，小于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
（4）、桩式基础格构柱相关构造见图（附后）
（5）补充说明：
一、塔吊基础与地下室底板的连接。
将塔吊桩所覆盖的底板区域,为防止渣土掉入难以清理和防止塔吊桩绕动，故而在底板之下增设附加底板层（几何尺寸为4500×
4500×
600,配筋φ10@150双层双向设置,并将塔吊桩用油毡包裹隔离以利塔吊桩自由沉降）与结构连成一起，做法详见附图。
施工过程中要严格按详图施工，确保地下室底板的防水。
二、增加塔吊桩式基础格构柱间连梁。
因基础施工（地下室底板还未施工完毕时）期间，塔吊自由高度较大，为确保塔吊在自由高度期间的整体稳定性，塔吊桩（采用围护的钢格构柱）四柱的外侧自-0.90米至-10.95米段在-0.90米、-3.10米、-5.30米、-7.50米、-9.70米标高处（加设四柱连结的水平杆件及十字交叉水平杆件）各设置一道连梁、同时在各上下连梁（四面水平杆件）之间每面加设十字交叉斜拉杆（水平杆件连梁杆件和十字交叉水平杆件采用槽钢[10，十字交叉斜拉杆采用[10槽钢，用电焊工艺焊牢，详见附图）连结。
塔吊格构柱之间杆件联结示意图
塔吊基础格构柱立面杆件联结示意图-1
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