1、 格构柱基础缀件材料类型:L56x5;3、基础参数桩中心距a:3m; 桩直径d:1m;桩入土深度l:10m; 桩型与工艺:泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩;桩混凝土等级:C30; 桩钢筋型号:HRB335;桩钢筋直径:钢平台宽度:5m; 钢平台厚度:钢平台的螺栓直径:30mm; 钢平台的螺栓数目:钢平台的螺栓性能等级:高强10.9级;4、塔吊计算状态参数地面粗糙类别:A类 近海或湖岸区; 风荷载高度变化系数:0.5;主弦杆材料:角钢/方钢; 主弦杆宽度c:250mm;非工作状态:所处城市:浙江杭州市, 基本风压0:0.45 kN/m2;额定起重力矩Me:600kNm; 基础所受水平力P:30kN;塔吊
2、倾覆力矩M:939.9kN工作状态:0.45 kN/m2,非工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算作用在基础上的垂直力:N=Gt=500.00=500.00kN;2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值Mkmax=939.90kN3、塔吊水平力计算挡风系数计算: = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.89;水平力:Vk=BH+P=0.451.5070.000.89+30.00=72.23kN;4、每根格构柱的受力计算作用于承台顶面的作用力:Fk=500.00kN; Mkmax=939.90kN Vk=72.23kN;图中x轴的方向是随时变化的,计算时应按照倾覆力矩
3、Mmax最不利方向进行验算。(1)、桩顶竖向力的计算Nik=(Fk+Gk)/nMxkxi/xj2式中:n单桩个数,n=4; Fk作用于桩基承台顶面的竖向力标准值; Gk桩基承台的自重标准值; Mxk承台底面的弯矩标准值; xi单桩相对承台中心轴的X方向距离; Nik单桩桩顶竖向力标准值;经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力:Nkmax=Fk/4+(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=500.00/4+(939.903.00(3.002-0.5)2)=346.54kN;最小压力:Nkmin=Fk/4-(Mkmax2-0.5)2)=500.00/4-(939.902-0.5)2)
4、=-96.54kN;需要验算桩基础抗拔力。(2)、桩顶剪力的计算V0=1.2Vk/4=1.272.23/4=21.67kN;二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力:Nvb=nvd2fvb/4=13.1420.002250/4=78.54kN;Nv=1.2Vk/n=1.272.23/12=7.22kN78.54kN;螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算 n1Nt = Nmin其中:n1塔吊每一个角上螺栓的数量,n1=n/4; Nt每一颗螺栓所受的力;Ntb=de2ftb/4=3.1417.652400/4=97.92kN;Nt=1.2Nkmin/n1=1.296.54/3
5、.00=38.61kN97.92kN;螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算 (Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 1Nv、Nt 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力; Nvb、Ntb、Ncb 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值;(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(7.22/78.54)2+(38.61/97.92)2)0.5=0.40;螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。三、承台验算Nv=Vk/n=72.23/12=6.02kN;30.002310/(41000)=219.13kN;n1塔吊每一个角上螺栓的数量,即:n1=n/4;
6、Nt=Nmin/n1=96.54/3.00=32.18kN;26.722500/(41000)=280.29kN;(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(6.02/219.13)2+(32.18/280.29)2)0.5=0.12;四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L90x6A =10.64cm2 i =2.79cm I =82.77cm4 z0 =2.44cm每个格构柱由4根角钢L90x6组成,格构柱力学参数如下:Ix1=I+A(b1/2z0)2 4=82.77+10.64(50.00/2-2.44)24=21992.15cm4;An1=A4=10.644=42.56cm2;
7、W1=Ix1/(b1/2-z0)=21992.15/(50.00/2-2.44)=974.83cm3;ix1=(Ix1/An1)0.5=(21992.15/42.56)0.5=22.73cm;2、格构柱平面内整体强度Nmax/An1=415.84103/(42.56102)=97.71N/mm2f=300N/mm2;格构柱平面内整体强度满足要求 。3、格构柱整体稳定性验算L0x1=lo=6.00m;x1=L0x1102/ix1=6.00102/22.73=26.39;An1=42.56cm2;Ady1=480.0030.00=9600.00cm2;0x1=(x12+40An1/Ady1)0.5
8、=(26.392+4042.56/9600.00)0.5=26.40;查表:x=0.95;Nmax/(xA)=415.84103/(0.9542.56102)=103.02N/mm2格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x1=26.40=150 满足;单肢计算长度:l01=a1=50.00cm;单肢回转半径:i1=2.79cm;单肢长细比:1=lo1/i1=50/2.79=17.920.7max=0.726.4=18.48;因截面无削弱,不必验算截面强度。分肢稳定满足要求。五、整体格构柱基础验算1、格构柱基础力学参数单肢格构柱力学参数:Ix1=21992.15cm4 An1=42.5
9、6cm2W1=974.83cm3 ix1=22.73cm格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的,整个基础的力学参数:Ix2=Ix1+An1(b2102/2-b1102/2)24=21992.15+42.56102/2-0.504=2747968.58cm4;An2=An14=42.564=170.24cm2;W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=2747968.58/(3.00102/2)=21983.75cm3;ix2=(Ix2/An2)0.5=(2747968.58/170.24)0.5=127.05cm;2、格构柱基础平面内整体强度1.2N/An+1.4Mx/(xW)=600.00103/
10、(170.24102)+1315.86106/(1.021983.75103)=95.10N/mm2格构式基础平面内稳定满足要求。3、格构柱基础整体稳定性验算L0x2=lo=6.00m;x2=L0x2/ix2=6.00102/127.05=4.72;An2=170.24cm2;Ady2=25.42=10.84cm2;0x2=(x22+40An2/Ady2)0.5=(4.722+40170.24/10.84)0.5=25.50;x=0.95; NEX = 2EAn2/1.10x22NEX=48371.81N; 1.2N/(xA) + 1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX) f1.2N
11、/(xA)+1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX)=31.50N/mm2f=300N/mm2;格构式基础整体稳定性满足要求。max=0x2=25.50l02=a2=200.00cm;ix1=22.73cm;1=l02/ix1=200/22.73=8.8 96.537kN;Tuk/2+Gp=1210.141/2+196.35=801.42kN 桩抗拔满足要求。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算按照构造要求配筋。As=d2/40.65%=3.1410002/40.65%=5105mm22、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋!3、桩受拉钢筋计算经过计算得
12、到桩抗拔满足要求,只需构造配筋!建议配筋值:HRB335钢筋,17 20。实际配筋值5341.4 mm2。依据建筑桩基设计规范(JGJ94-2008),箍筋采用螺旋式,直径不应小于6mm,间距宜为200300mm;受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内箍筋应加密;间距不应大于100mm;当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密;当考虑箍筋受力作用时,箍筋配置应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定;当钢筋笼长度超过4m时,应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。工作状态下荷载计算N=Gt+Q=500.00+
13、60.00=560.00kN;0.89+30.00=72.23kNFk=560.00kN;Nik=(F+G)/nMyyi/yj2; F作用于桩基承台顶面的竖向力标准值; G桩基承台的自重标准值; My承台底面的弯矩标准值; yj单桩相对承台中心轴的Y方向距离;2-0.5)2)=560.00/4+(939.902-0.5)2)=361.54kN;2-0.5)2)=560.00/4-(939.902-0.5)2)=-81.54kN;V0=1.2V/4=1.281.54/3.00=32.61kN(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(7.22/78.54)2+(32.61/97.92)2)0.5=0.35;Nt=Nmin/n1=81.54/3.00=27.18kN;(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(6.02/219.13)2+(27.18/280.29)2)0.5=0.1;Nmax/An1=433.84102)=101.94N/mm2Nmax/(xA)=433.84102)=107.48N/mm2W)=672.00103)=99.33N/mm2f=300N/mm21.2N/(xA)+1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX)=36.59N/mm2f=300N/mm2;R=Ra= Qu
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