塔吊基础 2.docx

1、塔吊基础 2塔吊基础设计方案编制 审批 编制依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)。岩土工程勘查报告混凝土设计规范（GB50010-2010）建筑地基基础设计规范（GB50007-2010）塔式起重机说明书塔吊基础设计概况本项目工程24#楼设计QTZ63一台，26#楼设计QTZ63塔吊一台，28#楼设计QTZ40塔吊一台。1、24#楼QTZ63塔吊基础设置在24#楼北侧，结构主体外侧。塔吊基础底标高为-7.0同24#楼底板底标高，不影响主体结构，塔吊基础采用C30混凝土承台，承台尺寸为5500*5500*1300（H）。考虑现场承台持力层不满足承载力要求，设计桩H

2、PC-400（AB）-95预应力空心管桩，设计桩长24m，共4根。2、26#楼QTZ63塔吊基础设置在E区地下室底板底部，塔吊基础承台尺寸为5500*5500*1300（H）。承台顶标高为-5.85，结构主体施工预留钢筋及止水钢板，做法参照结构设计说明中后浇带做法，考虑现场承台持力层不满足承载力要求，设计桩HPC-400（AB）-95预应力空心管桩，设计桩长24m，共4根。3、28#楼QTZ40塔吊设置在28#楼南侧商铺内，承台基础在结构基础底部，塔吊基础尺寸为5000*5000*1100（H），塔吊承台顶标高为-6.05，结构主体施工预留钢筋及止水钢板，做法参照结构设计说明中后浇带做法，考虑

3、现场承台持力层不满足承载力要求，设计桩HPC-400（AB）-95预应力空心管桩，设计桩长24m，共4根。QTZ40塔吊基础设计计算书一. 参数信息塔吊型号:QTZ40塔机自重标准值:Fk1=330.00kN起重荷载标准值:Fqk=40.00kN塔吊最大起重力矩:M=820.00kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=1200.00kN.m塔吊计算高度:H=80m塔身宽度:B=1.4m桩身混凝土等级:C80承台混凝土等级:C30保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=5.0m承台厚度:Hc=1.30m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0m桩直径:d=0.4m桩

4、间距:a=4.0m桩钢筋级别:HPB235桩入土深度:17m桩型与工艺: HPC-400（AB）-95计算简图如下： 二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值 Fk1=330kN2) 基础以自重标准值 Gk=5.05.01.3025=812.5kN3) 起重荷载标准值 Fqk=40kN2. 风荷载计算1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.81.591.951.390.2=0.69kN/m2 =1.20.690.351.4=0.41kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=

5、0.4155.00=22.3kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.522.355.00=613.65kN.m2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2) =0.81.621.951.390.35=1.23kN/m2 =1.21.230.351.40=0.73kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.7355.00=40.0kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.540.055.00=1100.0kN.m3. 塔机的倾覆力矩工作状

6、态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1200.0+0.9(820+613.65)=2490.29kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1200.0+1100.0=2300.0kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(330+812.5)/4=285.63kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(330+812.5)/4+(2300+40.01.3)/5.65=735.59kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(330+812.5)/4-(2300+40.01.3)/5.65=-164.33k

7、N工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(600+812.5+40)/4=363.13kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(330+812.5+40)/4+(2490.29+22.31.3)/5.65=731.52kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(330+812.5+40-1618.375)/4-(2490.29+22.31.3)/5.65=-160.26kN四. 承台受弯计算1. 荷载计算不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：工作状态下：最大压力 Ni=1.3(Fk+Fqk)/n+1.3

8、(Mk+Fvkh)/L =1.3(330+40)/4+1.3(2490.29+22.31.3)/5.65=699.9kN最大拔力 Ni=1.3(Fk+Fqk)/n-1.3(Mk+Fvkh)/L =1.3(330+40)/4-1.3(2490.29+22.31.3)/5.65=-495.4kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.3Fk/n+1.3(Mk+Fvkh)/L =1.3330/4+1.3(2300+401.3)/5.65=684.42kN最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.3330/4-1.3(2300+401.3)/5.65=-433.92kN2. 弯

9、矩的计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第6.4.2条 其中 Mx,My1计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。由于非工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2699.91.414=1979kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2-495.41.414=-1401.2kN.m3. 配筋计算根据混凝土结构设计规范GB50010-2010第6.2.10条 式中 1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定

10、； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。底部配筋计算: s=1979106/(1.00014.35000.012502)=0.0177 =1-(1-20.0177)0.5=0.0179 s=1-0.0179/2=0.991 As=1979106/(0.9911300.0360.0)=4267mm2 底部配置双向 14180 钢筋顶部配筋计算: s=1401.2106/(1.00014.305000.012502)=0.0125 =1-(1-20.0125)0.5=0.0126 s=1-0.0129/2=0.994As=1401.21

11、06/(0.9941250.0360.0)=3132mm2 顶部配置双向14250钢筋五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=735.95kN依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)的第6.3.4条。我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式： 式中 计算截面的剪跨比,=1.577 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.43N/mm2； b承台的计算宽度，b=5000mm； 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=360N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 箍筋配置12钢筋。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配

12、箍筋!六. 承台受冲切验算 依据塔机规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算，本案只计算角桩对承台的冲切！ 承台受角桩冲切的承载力可按下式计算：式中 Nl荷载效应基本组合时，不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值； 1x，1y角桩冲切系数； 1x=1y=0.56/(0.72+0.2)=0.608 c1，c2角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=700mm a1x，a1y承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离；a1x=a1y=900mm hp承台受冲切承载力截面高度影响系数；hp=0.877 ft承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.43N/mm2 h0承台外边缘

13、的有效高度；h0=1250mm 1x，1y角桩冲跨比，其值应满足0.251.0，取1x=1y=a1x/h0=0.72工作状态下：最大压力 Ni=1.3(Fk+Fqk)/n+1.3(Mk+Fvkh)/L =1.3(330+40)/4+1.3(2490.29+22.31.3)/5.65=699.9kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.3Fk/n+1.3(Mk+Fvkh)/L =1.3330/4+1.3(2300+401.3)/5.65=684.42kN等式右边0.608(700+900)+0.608(700+900)0.8771.431250/1000=3050kN比较等式两边，所以满足要求!七.

14、 桩竖向承载力验算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，Qk=363.13kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=735.59kN.m桩基竖向承载力必须满足以下两式： 单桩竖向承载力特征值按下式计算： 其中 Ra单桩竖向承载力特征值； qsik第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa桩端端阻力特征值，按下表取值； u桩身的周长，u=1.256m； Ap桩端面积,取Ap=0.087m2； li第i层土层的厚度,取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下:土层土层厚度(m)极限侧阻力标准值(kPa)极限端阻力标准值(kPa)

15、土名称-124-213.612-37.5283.1443000(16h30m)-13.5553200由于桩的入土深度为24m,所以桩端是在第-1层土层。最大压力验算: Ra=1.256(13.612+7.528+3.144)+32000.087=918.45kN由于: Ra = 918.45 Qk =363.13,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra = 1102.14 Qkmax = 735.59,最大压力验算满足要求!QTZ63塔吊基础设计计算书一. 参数信息塔吊型号:QTZ63塔机自重标准值:Fk1=600.00kN起重荷载标准值:Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:M=984.

16、00kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=1690.00kN.m塔吊计算高度:H=80m塔身宽度:B=1.6m桩身混凝土等级:C80承台混凝土等级:C30保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=5.5m承台厚度:Hc=1.35m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0m桩直径:d=0.4m桩间距:a=4.5m桩钢筋级别:HPB235桩入土深度:17m桩型与工艺: HPC-400（AB）-95计算简图如下： 二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值 Fk1=600kN2) 基础以自重标准值 Gk=5.55.51.3525=1020.937kN3)

17、 起重荷载标准值 Fqk=60kN2. 风荷载计算1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.81.591.951.390.2=0.69kN/m2 =1.20.690.351.6=0.46kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4655.00=25.3kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.525.355.00=695.75kN.m2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2) =0

18、.81.621.951.390.35=1.23kN/m2 =1.21.230.351.60=0.83kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.8355.00=45.65kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.545.6555.00=1255.375kN.m3. 塔机的倾覆力矩工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1690+0.9(984+695.75)=3201.775kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1690+1255.375=2945.375kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=

19、(600+1020.94)/4=368.73kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(600+1020.937)/4+(2945.375+45.651.35)/6.36=878.03kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(600+1020.9375)/4-(2945.375+45.651.35)/6.36=-76.56kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(600+1020.94+60)/4=383.73kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(600+1020.937+60)/4+(320

20、1.775+25.31.35)/6.36=929.028kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(600+1020.937+60-1618.375)/4-(3201.775+25.31.35)/6.36=-88.56kN四. 承台受弯计算1. 荷载计算不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：工作状态下：最大压力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(600+60)/4+1.35(3201.775+25.31.35)/6.36=909.618kN最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk

21、+Fvkh)/L =1.35(600+60)/4-1.35(3201.775+25.31.35)/6.36=-464.118kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35600/4+1.35(2945.375+45.651.35)/6.36=844.78kN最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35600/4-1.35(2945.375+45.651.35)/6.36=-435.78kN2. 弯矩的计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第6.4.2条 其中 Mx,My1计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)

22、； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。由于非工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2887.841.414=2572.4kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2-435.781.414=-1312.53kN.m3. 配筋计算根据混凝土结构设计规范GB50010-2010第6.2.10条 式中 1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。底部配筋

23、计算: s=2572.4106/(1.00014.35500.00013002)=0.0162 =1-(1-20.0162)0.5=0.0163 s=1-0.0163/2=0.9918 As=252.4106/(0.99181300.0360.0)=6205.5mm2 底部配置双向 20200 钢筋顶部配筋计算: s=1312.39106/(1.00014.3005500.00013002)=0.0079 =1-(1-20.0079)0.5=0.00793 s=1-0.0129/2=0.9960As=1312.39106/(0.99601300.0360.0)=2644mm2 顶部配置双向20

24、300 钢筋五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=909.62kN依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)的第6.3.4条。我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式： 式中 计算截面的剪跨比,=1.577 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.43N/mm2； b承台的计算宽度，b=5500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 箍筋配置14钢筋。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六. 承台受冲切验算 依据塔机规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算，本

25、案只计算角桩对承台的冲切！ 承台受角桩冲切的承载力可按下式计算：式中 Nl荷载效应基本组合时，不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值； 1x，1y角桩冲切系数； 1x=1y=0.56/(0.923+0.2)=0.499 c1，c2角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=750mm a1x，a1y承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离；a1x=a1y=1200mm hp承台受冲切承载力截面高度影响系数；hp=0.877 ft承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.43N/mm2 h0承台外边缘的有效高度；h0=1300mm 1x，1y角桩冲跨比，其值应满足0.2

26、51.0，取1x=1y=a1x/h0=0.923工作状态下：Nl=1.35(Fk+Fqk)/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(600+60)/4+1.35(3201.775+25.31.35)/6.36=909.618kN非工作状态下：Nl=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35600/4+1.35(2945.375+45.651.35)/6.36=844.78kN等式右边 0.499(750+600)+0.499(750+600)0.8771.431300/1000=2196.56kN比较等式两边，所以满足要求!七. 桩竖向承载力验算依据塔式起重机混凝土基

27、础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，Qk=383.73kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=929.08kN.m桩基竖向承载力必须满足以下两式： 单桩竖向承载力特征值按下式计算： 其中 Ra单桩竖向承载力特征值； qsik第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa桩端端阻力特征值，按下表取值； u桩身的周长，u=1.256m； Ap桩端面积,取Ap=0.087m2； li第i层土层的厚度,取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下:土层土层厚度(m)极限侧阻力标准值(kPa)极限端阻力标准值(kPa)土名称-124-213.612-37.5283.1443000(16h30m)-13.5553200由于桩的入土深度为24m,所以桩端是在第-1层土层。最大压力验算: Ra=1.256(13.612+7.528+3.144)+32000.087=918.45kN由于: Ra = 918.45 Qk = 383.73,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra =1102.14 Qkmax = 929.08,最大压力验算满足要求!承台基础图及平面布置