消防支队资料1.docx
《消防支队资料1.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《消防支队资料1.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
消防支队资料1
十字交叉梁天然基础计算书
本计算书主要依据施工图纸及以下规范、参考文献编制:
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992)、《建筑安全检查标准》(JGJ59-99)、本工程用《塔吊使用说明书》、地质勘探报告和施工现场总平面布置图等编制。
基本参数
1、塔吊基本参数
塔吊型号:
QTZ40;塔吊自重Gt:
256.76kN;
标准节长度b:
2.2m;最大起重荷载Q:
39.2kN;
塔身宽度B:
1.45m;主弦杆材料:
角钢;
塔吊起升高度H:
29.7m;
非工作状态时:
额定起重力矩Me:
400kN·m;基础所受的水平力P:
20kN;
工作状态时:
额定起重力矩Me:
400kN·m;基础所受的水平力P:
50kN;
2、风荷载基本参数
所处城市:
江苏盐城风荷载高度变化系数μz:
1.42;
地面粗糙度类别:
B类田野乡村;
非工作状态时,基本风压ω0:
0.45kN·m;
工作状态时,基本风压ω0:
0.45kN·m;
3、基础基本参数
交叉梁截面高度h1:
1.2m;交叉梁宽t:
1m;
基础上部中心部分正方形边长a1:
2.3m;混凝土强度等级:
C35;
承台混凝土保护层厚度:
50mm;基础埋置深度d:
1.6m;
十字交叉梁上部钢筋直径:
16mm;十字交叉梁上部钢筋型号:
HRB335;
十字交叉梁底部钢筋直径:
25mm;十字交叉梁底部钢筋型号:
HRB335;
十字交叉梁箍筋直径:
10mm;十字交叉梁箍筋型号:
HPB235;
十字交叉梁箍筋肢数:
1;
4、地基基本参数
地基承载力特征值fak:
325kN/m2;
基础宽度的地基承载力修正系数ηb:
0;
基础埋深的地基承载力修正系数ηd:
1;
基础底面以下土的重度γ:
17.3kN/m3;
基础底面以上土的加权平均重度γm:
18.2kN/m3;
地基承载力设计值fa:
345.02kN/m2;
非工作状态下荷载计算
一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重:
G=256.760kN;
塔吊最大起重荷载:
Q=39.200kN;
作用于塔吊的竖向力:
F=1.2×G+1.2×Q=1.2×256.760+1.2×39.200=355.152kN;
2、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中风荷载体型系数:
地处江苏盐城,基本风压为ω0=0.45kN/m2;
查表得:
荷载高度变化系数μz=1.42;
挡风系数计算:
φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/Bb
φ=[(3×1.45+2×0.25+(4×(0.25)2+(1.45)2)0.5)×0.25]/(1.45×2.20)=0.971
因为是角钢/方钢,体型系数μs=1.90;
高度z处的风振系数取:
βz=1.0;
所以风荷载设计值为:
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.90×1.42×0.45=0.85kN/m2;
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.85×0.97×1.45×29.70×29.70×0.5=527.75kN·m;
Mmax=1.4×(Me+Mω+P×h1)=1.4×(400.00+527.75+20.00×1.20)=1332.45kN·m;
二、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算:
e=M/(F+G)≤20.5Bc/3
式中e──偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离;
M──作用在基础上的弯矩;
F──作用在基础上的垂直载荷;
G──混凝土基础重力,G=25×1.2×21.493=644.79kN;
Bc──为基础的底面宽度;
计算得:
e=1332.450/(355.152+644.790)=1.333m<20.5×5.000/3=2.357m;
基础抗倾覆稳定性满足要求!
三、地基承载力验算
e=M/(F+G)=1332.45/(355.152+644.79)=1.333≥Bc/6=5/6=0.833
地面压应力计算:
Pmax=[a(F+G)]/(20.5Bc3/18-Bc2a+3×20.5Bca2-3a3)
式中F──作用在基础上的垂直载荷;
G──混凝土基础重力;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a=Bc/20.5-Mmax/(F+G)=5.000/20.5-1332.450/(355.152+644.790)=2.200m;
不考虑附着基础设计值:
Pmax=[2.2(355.152+644.79)]/(20.5×53/18-52×2.2+3×20.5×5×2.22-3×2.23)=86.105kPa;
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2.3条,计算公式如下:
fa=fak+ηbγ(Bc-3)+ηdγm(d-0.5)
式中fa--修正后的地基承载力特征值;
fak--地基承载力特征值,按本规范第5.2.3条的原则确定,取325.000kN/m2;
ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
γ--基础底面以上土的重度,地下水位以下取浮重度,取γ=17.300kN/m3;
Bc--基础底面宽度,当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值,取Bc=5.000m;
γm--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度,取γm=18.200kN/m3;
d--基础埋置深度(m),取d=1.600m;
解得修正后的地基承载力特征值:
fa=345.020kPa;
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=345.020kPa;
地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=86.105kPa,满足要求!
四、基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第8.2.7条。
验算公式如下:
F1≤0.7βhpftamho
式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1.0;当h大于等于2000mm时,βhp取0.9,其间按照线性内插法取用;取βhp=0.97;
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57N/mm2;
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度,取ho=0.15m;
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度,am=[21/2×(Bc-a1)-t]/2=[21/2(5-3.5)-1]/2=0.561m;
Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值,Fl=Pmaxam2=86.11×0.562=27.07kN;
允许冲切力:
0.7×0.97×1.57×560.66×150.00=89344.002N=89.344kN≥Fl=27.07kN;
实际冲切力小于允许冲切力设计值,满足要求!
五、交叉梁截面主筋的计算
1、梁弯矩计算
MI=Pmax(mS3/3-S4/6)/m
式中Pmax--基础设计值,取Pmax=86.105kPa;
m--基础梁底部应力最大处与应力为0处的距离,m=7.071m;
s--基础边缘至最近塔吊脚的距离,s=2.51m;
经计算得:
MI=86.105×(7.071×2.513/3-2.514/6)/7.071=373.408kN·m;
2、截面配筋计算
As=M/(γsh0fy)
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
γs=1-ζ/2
式中,αl──系数,当混凝土强度等级不超过C50时,αl取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,αl取为0.94,其间按线性内插法确定;取α1=1.00;
fc──混凝土抗压强度设计值,查表得fc=16.70N/mm2;
ho──有效计算高度;
fy──钢筋受拉强度设计值;
(1)、梁上部配筋计算
单筋距形截面所能承受的最大弯矩:
M=αlfctho2ζb(1-0.5ζb)=8477.35kN·m>MI=373.408kN·m
梁上部只需构造配筋。
由于最小配筋率为0.2%,所以最小配筋面积为:
1200×1000×0.2%=2400mm2
建议配筋值:
HRB335钢筋,816,实际配筋值2412.743mm2。
(2)、梁底配筋计算:
αs=373.408×106/(1.00×16.70×1000.00×1150.002)=0.017;
ξ=1-(1-2×0.017)0.5=0.017;
γs=1-0.017/2=0.991;
As=373.408×106/(0.991×1150.00×300)=1091.648mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
1200×1000×0.15%=1800mm2。
故取As=1800.00mm2。
建议配筋值:
HRB335钢筋,425。
实际配筋值1963.495mm2。
(3)、梁箍筋计算:
Fl=27.07kN,选择Φ10,1肢箍,Asv1=78.54mm2;
s≤(1.25nfyvh0Asv1)/(V-0.7Ftbh0)
ρsv=nAsv1/bs
ρsvmin=0.24ft/fyv
s=300mm
最小配箍率:
ρsv=nAsv1/bs=1×78.540/(1000.00×40.00)=0.0020>ρsvmin=0.24ft/fyv=0.24×1.57/210=0.0018
建议配筋值:
HPB235钢筋,10@300
工作状态下荷载计算
一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重:
G=256.760kN;
塔吊最大起重荷载:
Q=39.200kN;
作用于塔吊的竖向力:
F=1.2×G+1.2×Q=1.2×256.760+1.2×39.200=355.152kN;
2、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中风荷载体型系数:
地处江苏盐城,基本风压为ω0=0.45kN/m2;
挡风系数计算:
φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/Bb
φ=(3×1.45×0.25+2×2.20×0.25+(4×(1.45)2+(2.20)2)0.5×0.25)/(1.45×2.20)=0.971
因为是角钢/方钢,体型系数μs=1.90
查表得:
荷载高度变化系数μz=1.42
高度z处的风振系数取:
βz=1.0
所以风荷载设计值为:
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.90×1.42×0.45=0.85kN/m2
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.85×0.97×1.45×29.70×29.70×0.5=527.75kN·m
Mmax=1.4×(Me+Mω+P×h1)=1.4×(400.00+527.75+50.00×1.20)=1382.85kN·m
二、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算:
e=M/(F+G)≤20.5Bc/3
式中e──偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离;
M──作用在基础上的弯矩;
F──作用在基础上的垂直载荷;
G──混凝土基础重力,G=25×1.2×21.493=644.79kN;
Bc──为基础的底面宽度;
计算得:
e=1382.850/(355.152+644.790)=1.383m<20.5×5.000/3=2.357m;
基础抗倾覆稳定性满足要求!
三、地基承载力验算
e=M/(F+G)=1382.85/(355.152+644.79)=1.383≥Bc/6=5/6=0.833
地面压应力计算:
Pmax=[a(F+G)]/(20.5Bc3/18-Bc2a+3×20.5Bca2-3a3)
式中F──作用在基础上的垂直载荷;
G──混凝土基础重力;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a=Bc/20.5-Mmax/(F+G)=5.000/20.5-1382.850/(355.152+644.790)=2.150m;
不考虑附着基础设计值:
Pmax=[2.15(355.152+644.79)]/(20.5×53/18-52×2.15+3×20.5×5×2.152-3×2.153)=88.422kPa;
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2.3条,计算公式如下:
fa=fak+ηbγ(Bc-3)+ηdγm(d-0.5)
式中fa--修正后的地基承载力特征值;
fak--地基承载力特征值,按本规范第5.2.3条的原则确定,取325.000kN/m2;
ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
γ--基础底面以上土的重度,地下水位以下取浮重度,取γ=17.300kN/m3;
Bc--基础底面宽度,当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值,取Bc=5.000m;
γm--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度,取γm=18.200kN/m3;
d--基础埋置深度(m),取d=1.600m;
解得修正后的地基承载力特征值:
fa=345.020kPa;
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=345.020kPa;
地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=88.422kPa,满足要求!
四、基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第8.2.7条。
验算公式如下:
F1≤0.7βhpftamho
式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1.0;当h大于等于2000mm时,βhp取0.9,其间按照线性内插法取用;取βhp=0.97;
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57N/mm2;
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度,取ho=0.15m;
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度,am=[21/2×(Bc-a1)-t]/2=[21/2(5-3.5)-1]/2=0.561m;
Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值,Fl=Pmaxam2=88.42×0.562=27.79kN;
允许冲切力:
0.7×0.97×1.57×560.66×150.00=89344.002N=89.344kN≥Fl=27.79kN;
实际冲切力小于允许冲切力设计值,满足要求!
五、交叉梁截面主筋的计算
1、梁弯矩计算
MI=Pmax(mS3/3-S4/6)/m
式中Pmax--基础设计值,取Pmax=88.422kPa;
m--基础梁底部应力最大处与应力为0处的距离,m=7.071m;
s--基础边缘至最近塔吊脚的距离,s=2.51m;
经计算得:
MI=88.422×(7.071×2.513/3-2.514/6)/7.071=383.456kN·m;
2、截面配筋计算
As=M/(γsh0fy)
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
γs=1-ζ/2
式中,αl──系数,当混凝土强度等级不超过C50时,αl取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,αl取为0.94,其间按线性内插法确定;取α1=1.00;
fc──混凝土抗压强度设计值,查表得fc=16.70N/mm2;
ho──有效计算高度;
fy──钢筋受拉强度设计值;
(1)、梁上部配筋计算
单筋距形截面所能承受的最大弯矩:
M=αlfctho2ζb(1-0.5ζb)=8477.35kN·m>MI=383.456kN·m
梁上部只需构造配筋。
由于最小配筋率为0.2%,所以最小配筋面积为:
1200×1000×0.2%=2400mm2
建议配筋值:
HRB335钢筋,816,实际配筋值2412.743mm2。
(2)、梁底配筋计算:
αs=383.456×106/(1.00×16.70×1000.00×1150.002)=0.017;
ξ=1-(1-2×0.017)0.5=0.018;
γs=1-0.018/2=0.991;
As=383.456×106/(0.991×1150.00×300)=1121.285mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
1200×1000×0.15%=1800mm2。
故取As=1800.00mm2。
建议配筋值:
HRB335钢筋,425。
实际配筋值1963.495mm2。
(3)、梁箍筋计算:
Fl=27.79kN,选择Φ10,1肢箍,Asv1=78.54mm2;
s≤(1.25nfyvh0Asv1)/(V-0.7Ftbh0)
ρsv=nAsv1/bs
ρsvmin=0.24ft/fyv
s=300mm
最小配箍率:
ρsv=nAsv1/bs=1×78.540/(1000.00×40.00)=0.0020>ρsvmin=0.24ft/fyv=0.24×1.57/210=0.0018
建议配筋值:
HPB235钢筋,10@300。