湖州财政塔吊基础设计局.docx
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湖州财政塔吊基础设计局
湖州财政局工程
QTZ63
塔
吊
基
座
设
计
方
案
编制:
审核:
编制单位:
工程项目部
审核:
批准:
批准单位:
浙江集团有限公司
批准日期:
二00八年八月二十八日
目录
一、编制依据
二、工程概况
三、塔吊布置
四、塔吊基本技术参数和汇总
五、塔吊基础的设计和验算
一、编制依据
1、湖州财政局工程岩土勘测报告
2、湖州财政局工程《施工组织设计》
3、湖州财政局工程施工现场总平面图
4、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
5、《QTZ63自升塔式起重机说明书》
6、现行法律、法规及规范、规程:
二、工程概况
拟建工程由一幢十二层的办税服务中心大楼和一~三层的招待所组成。
其中办税服务中心大楼其南侧设有一层地下车库,辅房设有半地下车库,埋深分别为7.2m和3.6m,在中心大楼和辅房设有沉降缝,但基础采用同一桩型。
总用地面积约27599m2。
办税服务中心大楼拟采用框架—剪力墙结构。
三、塔吊布置
垂直运输的整个工程能否保质保量顺利按时完成整个工程的关键。
现场布置QTZ63塔吊一台,为10轴~12轴之间,塔吊基础采用钻孔灌注桩+钢构柱的形式。
四、塔吊基本技术参数和汇总
1、塔吊基本技术参数
型号
QTZ63
生产厂家
浙江省海宁虎霸建机厂
安装臂长
50m
最大起重量
6T
臂端起重量
1T
标准节
1600*1600*2800
自由高度
35m
附墙间距
30m
2、基础荷载参数
1、塔吊基础荷载
QTZ63塔吊基础荷载表
荷载工况
基础荷载
P(KN)
T(KN)
PM(KN•M)
MK(KN•M)
工作状况
513
22.5
1211
67
非工作状况
434
66.2
1628
0
示
意
图
五、塔吊基础的设计和验算
1、塔吊桩基所涉及上层地质参数
以核工业湖州工程勘察院2006年3月份提供的《湖州市财政局地税局办税服务中心岩土工程勘察报告》(详细勘察阶段)的第2006202号图中的Z11号勘察点为设计依据。
该塔吊桩下涉及的各层土的物理力学性能如下:
地质编号
地质名称
埋深层厚(m)
地基承载力标准值qpa(Kpa)
桩周上摩擦力标准值qsia(Kpa)
21
粉质粘土
0.5
/
25
22
粉质粘土
1.00
/
25
3
淤泥质粉质粘土
21.00
/
9
42
粉质粘土
1.90
/
25
51
有机质土
9.00
/
20
71
粉质粘土
208
/
28
82
角砾
3.10
/
40
根据岩土工程勘察报告,基础建议,
拟设塔吊基础桩为直径800m的钻孔灌注桩(共计4根),桩长约30.0m。
筋笼全长配置,桩身砼强度为C30。
(如图)
2、桩基正压力复核计算:
1.1每根桩重(砼γ=2.4t/m3):
G1=24KN/m3×π×0.42m2×20m=242KN
1.2每根桩产生的侧摩阻力特征值:
P1=3.14×0.8m×(0.5m×25KPa+1m×25KPa+21m×9KPa+1.9m×25KPa+4m×20KPa)≈889KN
每根桩产生的侧摩阻力设计值P2:
P2=P1/1.65=539KN
1.3每根桩桩端承力特征值P3=Rj×AA为桩端面积
P3=2700KPa×π×0.42m2=1356.5KN
每根桩产生桩端承力设计值P4:
P42=P31/1.65=822KN
1.4工作状态时正压力最大,
四根桩群桩承载力Pj:
Pj=P2×4+P4×4=539×4+822×4=5444KN
塔吊系统(含群桩重量)设计值G:
G=(513KN+184KN×4)×1.2=1499KN
Pj=5444KN>1499KN=G,完全符合要求。
3、桩基抗倾覆计算:
因工作状态时,弯矩最大,且塔吊中转至45度对角线位置处最为不利。
故按此时进行抗倾计算。
此时最大弯矩设计值Mmax=1.41×628KN•m=2280KN••m,塔吊仅靠重量是不能平衡的,需进行抗倾覆验算。
抗倾力矩计算:
当塔吊向一面倾斜受力时,最不安全。
此时支点为A点。
重力引起弯矩为:
Mw=513KN×1.414m+184KN×2.828m=1245KN•m因此塔吊系统自身重量不能平衡。
但是侧摩阻力方向和运动或运动趋势方向相反,故B点一根桩为抗拔桩,
Pq=539KN×2.828m=1524.3KN•m
此时抵抗弯矩:
Mp=Mw+Mq=1245KN•m+1524.3KN•m=2769.3KN•m
所以:
Mp=2769.3KN•m>Mmax=2280KN••m
安全系数K=Mp/Mmax=1.2,符合抗倾覆要求。
此时塔吊系统重量全部由A点一根桩基承担,桩基承载力为:
A点桩基承载力P=P2+P4=539KN+822KN=1361KN
塔吊系统及A点的桩基的重量G1=(513KN+184KN)×1.2=836.4KN
P>G,符合要求。
4、砼桩的抗压与抗拔(拉)计算:
4.1抗压桩混凝土强度验算
ApfcФc=3.14×0.4×0.4×14.3×0.6×106=4310KN
G1=836.4KN≤ApfcФc
4.2砼桩抗拔计算
4.2.1砼桩的实际拉力:
N拉=Mmax/2.828=2280KN•m/2.828m=806KN
需要钢筋截面为:
As=N拉/fy=806000N/(300N/mm2)=2686mm2
砼桩配置通长15Ф20钢筋,箍筋选用Ф8@200。
5、格构柱验算(所有构件全部采用Q235级钢)
钢构件平面见图:
拟设钢构柱采用缀板式钢构柱,采用4L160×10角钢、380×300×8@600钢缀板焊接而成,平面尺寸420×420。
长度7750,底部与钻孔灌注桩搭接,搭接长度2m。
计算L=7750-2000=5750mm。
a、格构柱截面参数
A=4×2737mm2=10948mm2
i=0.45b=0.45×420=189mm
λx=μL/i=2.0×5750/189=58mm
λ1=300/27.5=10.9<0.5λx
λ0x=(λx2+λ12)1/2=56
λ0x×(fy/235)1/2=56×(210/350)1/2=54
b、格构柱截面验算
由λ0x查表的Ф=0.842
G1/ФA=837000/(0.842×10948)=91N/mm2<215N/mm2
故格构柱截面满足要求
c、缀板验算
缀板与角钢焊接(满焊),焊缝高度hf=6mm,焊缝长度lw=300mm。
①缀板刚度验算
缀板轴线距离:
L=600mm
柱肢线刚度:
1/L=6888000mm4/600mm=11480mm3
缀板线刚度之和:
2×8mm×3003mm3/(12×400mm)=90000mm3
比值:
90000/11480=7.84>6
故缀板线刚度满足要求。
②缀板剪力
格构柱的剪力V=[Af×(fy/235)1/2]/85=[15028×210×(210/235)1/2]/85=35KN
作用于一侧缀板的剪力Vb=V/2=17.5KN
③缀板与柱肢连接处的内力
T=Vb•L/a=17.5×600/400=26.2KN
M=Vb•L/a=17.5×0.6/2=5.25KN
④在剪力与弯矩的共同作用下角焊缝应力
{[M/(βfWw)]2+[T/(Aw)]2}1/2={[6×5.25×106/(1.22×0.7×6×302×102)]2+[26.2×103/(0.7×6×300)]2}1/2=71KN/mm2<160N/mm2
故缀板满足要求。
故所设砼桩和钢格构柱满足要求。