新校区一标段塔吊方案11.11.doc
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武警医学院新校区一标段
塔吊基础
施
工
方
案
编制单位：
江苏南通二建集团有限公司
编制人：
朱协龙
编制时间：
二0一一年十一月
武警医学院新校区一标段工程
塔吊基础设计与计算
一：
工程概况
工程名称：
武警医学院教学楼、试验楼、图书馆、行政综合楼、大讲堂工程
建设单位：
武警医学院
施工单位：
江苏南通二建集团有限公司
监理单位：
天津市华泰建设监理有限公司
工程地址：
位于东丽区东丽湖入口处，南临津汉路，紧靠北塘排污河，东临东金金路，北临北环铁路。
本工程为武警医学院一标段项目，共有五个单体组成，教学楼建筑面积24943㎡，单层面积6699㎡，结构层次4层,建筑物总高度19.5m；实验楼建筑面积25630㎡，单层面积5950㎡,结构层次4层,局部地下1层,建筑物总高度19.5m；图书馆建筑面积8278㎡，单层面积2816㎡，结构层次4层，建筑物总高度26.1m；综合办公楼建筑面积19666㎡，单层面积2691㎡，结构层次地上8层，地下1层,建筑物总高度36m；大讲堂建筑面积9815㎡，单层面积4732㎡，结构层次5层，建筑物总高25.8m。
结构形式匀为框架结构。
本工程根据现场地理条件及设计结构形式，教育楼拟设二台吉林辽源东岳建筑机械厂QTZ63（TC5511）塔式起重机；实验楼拟设二台吉林辽源东岳建筑机械厂QTZ63（TC5511）塔式起重机；图馆拟设一台吉林辽源东岳建筑机械厂QTZ63（TC5511）塔式起重机；行政综合楼拟设一台吉林辽源东岳建筑机械厂QTZ63（TC5511）塔式起重机；大讲堂拟设二台江麓机电科技有限公司QTZ88（TC6013）塔式起重机；塔式起重机作为本工程主要垂直运输机械。
二：
塔式起重机基础、桩、承台计算
（一）QTZ63（TC5511）塔吊计算
1、首先确定设计参数
塔吊型号:
QTZ63,最大4绳起重荷载6t；
塔吊无附墙起重最大高度H=40m,塔身宽度B=1.6m；
承台基础混凝土强度:
C40,厚度Hc=1.30m，承台长度Lc或宽度Bc=7.257m；
承台钢筋主筋级别:
III级,保护层厚度:
50mm；
承台桩选用4根φ500×15000预应力管桩，02G10PHCA50010015已知每1根桩的承载力特征值为1211KN；根据地质报告地基承载力70KN/㎡。
参考塔吊说明书及有关资料可知：
荷载工况
基础荷载
P（kN）
M（kN.m）
F
Fh
M
Mz
工作状态
511.2
18.3
1335
269.3
非工作状态
464.1
73.9
1552
0
塔吊基础自重：
17.256*1.3*25=561KN
2、对塔吊基础抗倾覆弯矩的验算
取塔吊最大倾覆力矩，在非工作状态时：
Mmax=1.4*1552KN·m=2172.8KN·m，
Pmax=1.2*（511KN+561KN）=1286KN
基础地基承载力P地=17.256㎡*70KN/㎡=1208KN
计算简图如下：
2.1x、y向，受力简图如下：
RA=（2.*1286+2173-2*1208）/4=582KN
RA=RB=582KN＜1211KN（满足要求）
2.2z向，受力简图如下：
Rc=（2.828*1286+2172-2.828*1208）/5.656=423KN
Rc=RA=423KN＜1211KN（满足要求）
3、承台桩基础设计
3.1塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
计算简图如下：
上图中X轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
3.1.1桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条）
其中n——单桩个数，n=4；
F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，等同于前面塔吊说明书中的P；
G——桩基承台的自重；G=561KN
Mx,My——承台底面的弯矩设计值（KN•m）；
xi,yi——单桩相对承台中心轴的X、Y方向距离（m）；
Ni——单桩桩顶竖向力设计值（KN）。
经计算可得到单桩桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=（1286-1208）/4+2173×2.828/2.8282=787.KN
现场实际施工中，承台桩选用4根φ500×15000预应力管桩，单根桩的承载力特征值为1211KN（＞787KN）；
3.1.2矩形承台梁弯矩的计算
其中MX1,My1——计算截面处X、Y方向的弯矩设计值（KN•m）；
xi,yi——单桩相对承台中心轴的X、Y方向距离（m）；
Ni1——扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（KN），Ni1=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=｛（1286-1208）*5.656/4+2173｝*2=1141KN·m
3.2求矩形承台梁截面受力主筋
选用8φ25三级钢Ag=3927mm2>3631mm2
3.3矩形承台梁截面抗剪切的验算
根据前面计算方案可以得到X、Y方向桩对矩形梁的最大剪切力,考虑对称性，
记为V=787.KN
考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力应满足下面公式：
其中γ0——建筑桩基重要性系数，取1.0；
β——剪切系数,β=0.05；
fc——混凝土轴心抗压强度设计值，fc=23N/mm2；
b0——承台计算截面处的计算宽度，b0=1200mm；
h0——承台计算截面处的计算高度，h0=1250mm；
fy——钢筋受拉强度设计值，fy=340.00N/mm2；
S——箍筋的间距，S=150mm。
实际计算：
βfcb0h0＋1.25fyAsvh0/（s）=（0.05×23×1200×1250＋1.25×340×314×1250/150）×10-3=2837KN＞γ0V=1.0×787=787KN
经过计算承台梁可以满足抗剪要求。
（二）QTZ88（6013）塔吊计算
1、首先确定设计参数
塔吊型号:
QTZ88,最大4绳起重荷载8t；
塔吊无附墙起重最大高度H=50m,塔身宽度B=1.8m；
承台基础混凝土强度:
C40,厚度Hc=1.30m，承台长度Lc或宽度Bc=6.65m；
承台钢筋主筋级别:
III级,保护层厚度:
50mm；
承台桩选用4根φ500×15000预应力管桩，02G10PHCA50010015已知每1根桩的承载力特征值为1211KN；根据地质报告地基承载力70KN/㎡。
参考QTZ88塔吊说明书及有关资料可知：
荷载工况
基础荷载
P（kN）
M（kN.m）
F
Fh
M
Mz
工作状态
610
73
2053
330
非工作状态
550
96
2235
0
塔吊基础自重：
23.1×1.3×25=750.75KN
2、对塔吊基础抗倾覆弯矩的验算
取塔吊最大倾覆力矩，在非工作状态时：
Mmax=1.4*2235KN·m=3129KN·m，
Pmax=1.2*（550KN+751KN）=1561KN
基础地基承载力P地=23.1㎡*70KN/㎡=1617KN
计算简图如下：
2.1x、y向，受力简图如下：
RA=（2.*1561+3129-2*1617）/4=754KN
RA=RB=754KN＜1211KN（满足要求）
2.2z向，受力简图如下：
Rc=（2.828*1286+2172-2.828*1208）/5.656=423KN
Rc=RA=423KN＜1211KN（满足要求）
3、承台桩基础设计
3.1塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
计算简图如下：
上图中X轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
3.2.1桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条）
其中n——单桩个数，n=4；
F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，等同于前面塔吊说明书中的P；
G——桩基承台的自重；G=751KN
Mx,My——承台底面的弯矩设计值（KN•m）；
xi,yi——单桩相对承台中心轴的X、Y方向距离（m）；
Ni——单桩桩顶竖向力设计值（KN）。
经计算可得到单桩桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=（1633-1617）/4+3129×2.828/2.8282=1110.KN
现场实际施工中，承台桩选用4根φ500×15000预应力管桩，单根桩的承载力特征值为1211KN（＞1110KN）；
3.1.2矩形承台梁弯矩的计算
其中MX1,My1——计算截面处X、Y方向的弯矩设计值（KN•m）；
xi,yi——单桩相对承台中心轴的X、Y方向距离（m）；
Ni1——扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（KN），Ni1=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=｛（1633-1617）*5.656/4+3129｝*2=1575KN·m
3.3求矩形承台梁截面受力主筋
选用12φ25三级钢Ag=5890mm2>4538mm2
3.3矩形承台梁截面抗剪切的验算
根据前面计算方案可以得到X、Y方向桩对矩形梁的最大剪切力,考虑对称性，
记为V=1110.KN
考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力应满足下面公式：
其中γ0——建筑桩基重要性系数，取1.0；
β——剪切系数,β=0.05；
fc——混凝土轴心抗压强度设计值，fc=23N/mm2；
b0——承台计算截面处的计算宽度，b0=1200mm；
h0——承台计算截面处的计算高度，h0=1250mm；
fy——钢筋受拉强度设计值，fy=340.00N/mm2；
S——箍筋的间距，S=150mm。
实际计算：
βfcb0h0＋1.25fyAsvh0/（s）=（0.05×23×1200×1250＋1.25×340×314×125
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