80塔吊矩形板式基础计算书.docx

1、80塔吊矩形板式基础计算书 QTZ80管式塔机基础、附墙 使用计算书R矩形板式基础计算书工程概况：本次拟在 号楼内部安装1台塔机为TQTZ80（浙江建机）自升式塔机，编号为 #，选用臂长56米，平衡臂长13.1米。塔机最大使用高度50米。最大起重量6000kg，最大幅度起重量1300kg。本次安装系正常安装，安装高度为独立高度40.5米（允许根据现场实际情况和群塔防碰撞需要，在塔机独立高度内作一定高度调整。）在建筑物达到18m后增加一道附墙杆自升标节达到48.5m，满足本栋楼的垂直、水平运输要求。 计算依据： 1、塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ/T187-2009 2、混凝土结构设计规

2、范GB50010-2010 3、建筑地基基础设计规范GB50007-2011 一、塔机属性塔机型号QTZ80（浙江建机）塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40.5加一次附着根据现场起吊高度H0(m)52塔机独立状态的计算高度H(m)43塔机加一次附着状态的计算高度H(m)48.5塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m)1.6 二、塔机荷载塔机竖向荷载简图 1、塔机自身荷载标准值塔身自重G0(kN)251起重臂自重G1(kN)42起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)22小车和吊钩自重G2(kN)3.8最大起重荷载Qmax(kN)60最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)11.5

3、最小起重荷载Qmin(kN)10最大吊物幅度RQmin(m)50最大起重力矩M2(kNm)Max6011.5，1050690平衡臂自重G3(kN)19.8平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.3平衡块自重G4(kN)128平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)11.8 2、风荷载标准值k(kN/m2)工程所在地陕西 汉中 洋县基本风压0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态0.35塔帽形状和变幅方式锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度B类(平原、乡村及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)风振系数z工作状态1.59非工作状态1.63风压等效高度变化系数z1.32风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.9

4、5风向系数1.2塔身前后片桁架的平均充实率00.35风荷载标准值k(kN/m2)工作状态0.81.21.591.951.320.20.79非工作状态0.81.21.631.951.320.351.41 3、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)251+42+3.8+19.8+128444.6起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)444.6+60504.6水平荷载标准值Fvk(kN)0.790.351.64319.02倾覆力矩标准值Mk(kNm)4222+3.811.5-19.86.3-12811.8+0.9(690+0.519.0243)321.6非工

5、作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk1444.6水平荷载标准值Fvk(kN)1.410.351.64333.95倾覆力矩标准值Mk(kNm)4222-19.86.3-12811.8+0.533.954318.78 4、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.2Fk11.2444.6533.52起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk1.46084竖向荷载设计值F(kN)533.52+84617.52水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.419.0226.63倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(4222+3.811.5-19.86.3-12811.8)+1.40.9(690

6、+0.519.0243)583.72非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.2444.6533.52水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.433.9547.53倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(4222-19.86.3-12811.8)+1.40.533.9543168.53 三、基础验算矩形板式基础布置图基础布置基础长l(m)4.5基础宽b(m)4.5基础高度h(m)1.25基础参数基础混凝土强度等级C35基础混凝土自重c(kN/m3)25基础上部覆土厚度h(m)0基础上部覆土的重度(kN/m3)19基础混凝土保护层厚度(mm)40地基参数地基承载力特征值fak(kPa)150基

7、础宽度的地基承载力修正系数b0.3基础埋深的地基承载力修正系数d1.6基础底面以下的土的重度(kN/m3)19基础底面以上土的加权平均重度m(kN/m3)19基础埋置深度d(m)1.5修正后的地基承载力特征值fa(kPa)188.95地基变形基础倾斜方向一端沉降量S1(mm)20基础倾斜方向另一端沉降量S2(mm)20基础倾斜方向的基底宽度b(mm)10000 基础及其上土的自重荷载标准值： Gk=blhc=4.54.51.2525=632.81kN 基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2632.81=759.38kN 荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力： Mk=G1RG1

8、+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9(M2+0.5FvkH/1.2) =4222+3.811.5-19.86.3-12811.8+0.9(690+0.519.0243/1.2) =260.26kNm Fvk=Fvk/1.2=19.02/1.2=15.85kN 荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力： M=1.2(G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4)+1.40.9(M2+0.5FvkH/1.2) =1.24222+3.811.5-19.86.3-12811.8)+1.40.9(690+0.519.0243/1.2) =497.85kNm Fv=Fv/1.2=26.6

9、3/1.2=22.19kN 基础长宽比：l/b=4.5/4.5=11.1，基础计算形式为方形基础。 Wx=lb2/6=4.54.52/6=15.19m3 Wy=bl2/6=4.54.52/6=15.19m3 相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩： Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=321.64.5/(4.52+4.52)0.5=227.41kNm Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=321.64.5/(4.52+4.52)0.5=227.41kNm 1、偏心距验算 相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值： Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mk

10、y/Wy =(504.6+632.81)/20.25-227.41/15.19-227.41/15.19=26.22kPa0 偏心荷载合力作用点在核心区内。 2、基础底面压力计算 Pkmin=26.22kPa Pkmax=(Fk+Gk)/A+Mkx/Wx+Mky/Wy =(504.6+632.81)/20.25+227.41/15.19+227.41/15.19=86.11kPa 3、基础轴心荷载作用应力 Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(504.6+632.81)/(4.54.5)=56.17kN/m2 4、基础底面压力验算 (1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+b(b-3)+dm(

11、d-0.5) =150.00+0.3019.00(4.50-3)+1.6019.00(1.50-0.5)=188.95kPa (2)、轴心作用时地基承载力验算 Pk=56.17kPafa=188.95kPa 满足要求！ (3)、偏心作用时地基承载力验算 Pkmax=86.11kPa1.2fa=1.2188.95=226.74kPa 满足要求！ 5、基础抗剪验算 基础有效高度：h0=h-=1250-(40+20/2)=1200mm X轴方向净反力： Pxmin=(Fk/A-(Mk+Fvkh)/Wx)=1.35(504.600/20.250-(260.258+15.8501.250)/15.188

12、)=8.745kN/m2 Pxmax=(Fk/A+(Mk+Fvkh)/Wx)=1.35(504.600/20.250+(260.258+15.8501.250)/15.188)=58.535kN/m2 P1x=Pxmax-(b-B)/2)(Pxmax-Pxmin)/b=58.535-(4.500-1.600)/2)(58.535-8.745)/4.500=42.492kN/m2 Y轴方向净反力： Pymin=(Fk/A-(Mk+Fvkh)/Wy)=1.35(504.600/20.250-(260.258+15.8501.250)/15.188)=8.745kN/m2 Pymax=(Fk/A+(

13、Mk+Fvkh)/Wy)=1.35(504.600/20.250+(260.258+15.8501.250)/15.188)=58.535kN/m2 P1y=Pymax-(l-B)/2)(Pymax-Pymin)/l=58.535-(4.500-1.600)/2)(58.535-8.745)/4.500=42.492kN/m2 基底平均压力设计值： px=(Pxmax+P1x)/2=(58.54+42.49)/2=50.51kN/m2 py=(Pymax+P1y)/2=(58.54+42.49)/2=50.51kPa 基础所受剪力： Vx=|px|(b-B)l/2=50.51(4.5-1.6)

14、4.5/2=329.6kN Vy=|py|(l-B)b/2=50.51(4.5-1.6)4.5/2=329.6kN X轴方向抗剪： h0/l=1200/4500=0.274 0.25cfclh0=0.25116.745001200=22545kNVx=329.6kN 满足要求！ Y轴方向抗剪： h0/b=1200/4500=0.274 0.25cfcbh0=0.25116.745001200=22545kNVy=329.6kN 满足要求！ 6、地基变形验算 倾斜率：tan=|S1-S2|/b=|20-20|/10000=00.001 满足要求！ 四、基础配筋验算基础底部长向配筋HRB335 2

15、0150基础底部短向配筋HRB335 20150基础顶部长向配筋HRB335 20150基础顶部短向配筋HRB335 20150 1、基础弯距计算 基础X向弯矩： M=(b-B)2pxl/8=(4.5-1.6)250.514.5/8=238.96kNm 基础Y向弯矩： M=(l-B)2pyb/8=(4.5-1.6)250.514.5/8=238.96kNm 2、基础配筋计算 (1)、底面长向配筋面积 S1=|M|/(1fcbh02)=238.96106/(116.7450012002)=0.002 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.002)0.5=0.002 S1=1-1/2=1-

16、0.002/2=0.999 AS1=|M|/(S1h0fy1)=238.96106/(0.9991200300)=665mm2 基础底需要配筋：A1=max(665，bh0)=max(665，0.001545001200)=8100mm2 基础底长向实际配筋：As1=9734mm2A1=8100mm2 满足要求！ (2)、底面短向配筋面积 S2=|M|/(1fclh02)=238.96106/(116.7450012002)=0.002 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.002)0.5=0.002 S2=1-2/2=1-0.002/2=0.999 AS2=|M|/(S2h0fy2)

17、=238.96106/(0.9991200300)=665mm2 基础底需要配筋：A2=max(665，lh0)=max(665，0.001545001200)=8100mm2 基础底短向实际配筋：AS2=9734mm2A2=8100mm2 满足要求！ (3)、顶面长向配筋面积 基础顶长向实际配筋：AS3=9734mm20.5AS1=0.59734=4867mm2 满足要求！ (4)、顶面短向配筋面积 基础顶短向实际配筋：AS4=9734mm20.5AS2=0.59734=4867mm2 满足要求！ (5)、基础竖向连接筋配筋面积 基础竖向连接筋为双向20450。 五、配筋示意图矩形板式基础配

18、筋图依据塔吊承载力计算书要求及现场实际情况，塔基承台设计为4500m4500m1.3m，根据地质报告可知，承台位置处于回填土上，地耐力为4T/m2，不能满足塔吊说明书要求的地耐力24.91T/m2。为了保证塔基承台的稳定性，打算设置四根挖孔桩。 地质报告摩擦桩端承载力为P220Kpa。按桩径r0.5米，桩深h9米，进行桩基承载力的验算。一、塔吊基础承载力验算1、单桩桩端承载力为：F1=SP=r2P0.62220248.7KN=24.87T2、四根桩端承载力为：4F1424.8799.48T3、塔吊重量51T（说明书中参数）基础承台重量：5.25.21.32.277.33T塔吊基础承台总重量51

19、77.33=128.33T4、基础承台承受的荷载F25.25.24.0=108.16T5、桩基与承台共同受力4F1+F1=99.48+108.16=207.64T塔吊基础总重量128.33T所以塔吊基础承载力满足承载要求。二、钢筋验算桩身混凝土取C30，桩配筋23根16，箍筋间距8200。验算要求轴向力设计值N0.9(fcAcor+fyAS+2xfyAsso) 必须成立。Fc=14.3/mm2（砼轴心抗压强度设计值）Acorr2/4（构件核心截面积）11002/4950332mm2fy=300N/MM2（级钢筋抗压强度设计值）AS =23r2/423162/44624mm2（全部纵向钢筋截面积

20、）x1.0（箍筋对砼约束的折减系数，50以下取1.0）fy=210N/mm2 （级钢筋抗拉强度设计值）dCor1100mm （箍筋内表面间距离，即核心截面直径）Ass1r2/482/4163.1450.24mm2（一根箍筋的截面面积）S螺旋箍筋间距200mmAsso=dCorAssx/s=110050.24/200=867.65mm2（ 螺旋间接环式或焊接，环式间接钢筋换算截面面积） 因此判断式N0.9(fcAcor+fyAS+2xfyAsso)=0.9(14.39503323004624+21.0210867.65)=15341360.6N248.7KN12382.87KN经验算钢筋混凝土抗

21、拉满足要求。 塔吊附墙计算书本工程采用FO/23B塔吊，塔吊采用固定式现浇砼基础，基础埋设深度-0.05m（结构基础，不含负层），塔身设一道附墙与结构柱拉结：塔身升到6标准节时，（结构标高18米）。本计算书主要包括四个方面内容：附墙杆及支座受力计算，结构柱抗剪切及局部受压验算，附墙杆予埋件锚筋设计,附墙杆型号选用。二、塔吊附墙杆受力计算（一）、塔吊附墙内力计算，将对以下两种最不利受力情况进行：1、 塔机满载工作，起重臂顺塔身x-x轴或y-y轴，风向垂直于起重臂（见图1）；2、 塔机处于非工作状态，起重臂处于塔身对角线，风向由起重臂吹向平衡臂（见图2）。对于第一种受力状态，塔身附墙承担吊臂制动和

22、风力产生的扭矩和附墙以上自由高度下塔身产生的水平剪力。对于第二种受力状态，塔身附墙仅承受附墙以上自由高度下塔身产生的水平剪力。以下分别对不同受力情况进行计算：（二）、对第一种受力状态，附墙上口塔身段面内力为：弯矩：M=164.83（T.m）剪力：V=3.013（T）扭矩：T=12（T.m）,则:1、当剪力沿x-x轴时(见图a)，由MB=0，得 T+V*L1 -LB0*N1=0 即： N1=（T+ V*L1）/ LB0 =（12+3.013*3.65）/5.932 =3.88（T）通过三角函数关系，得支座A反力为： RAY= N1*sin52.3426=3.88*sin52.3426=2.84（

23、T） RAx= N1*cos52.3426=3.88* cos52.3426=2.64（T）由MC=0，得 N3*LG0+T+V*0.8=0 即：N3=-（T+ V*0.8）/ L G0 =-（12+3.013*0.8）/0.966 =-14.92（T）由M0=0，得 N2*LC0-(T+V*L6)=0 即：N2 =（T+ V*L6）/ L C 0 =（12+3.013*0.027）/0.98 =12.33（T）由力平衡公式Ni=0，得RAY+RBY=0和-RAX-RBX +V =0，故RBY= -RAY =-2.84（T）(负值表示力方向与图示相反,以下同)RBX = -RAX +V =-2

24、.64+12.33=9.48（T）2、当剪力沿y-y轴时(见图b)，由MB=0，得 T-（V*L4+LB0*N1）=0 即： N1=（T-V*L4）/ LB0=（12-3.013*4.5）/5.932=-0.263（T）通过三角函数关系，得支座A反力为： RAY= N1*sin52.3426=-0.263*sin52.3426=-0.171（T） RAx= N1*cos52.3426=-0.263* cos52.3426=-0.2（T）由MC=0，得 N3*L C0 +T+V*0.8=0 即：N3=-（T+ V*0.8）/ L C0 =-（12+3.013*0.8）/0.98 =-14.91（

25、T）由M0=0，得 N2*LC0-(T+V*L5)=0 即：N2 =（T+ V*L5）/ L G 0 =（12+3.013*0.2）/0.966 =13.05（T）由静力平衡公式Ni=0，得RAY +RBY+V =0和RAX+ RBX =0，故RBY= -(RAY +V)=-(-3.16+12)=-8.84（T）RBX = -RAX =2.93（T）（二）、对第二种受力状态(非工作状态)，附墙上口塔身段面内力为：弯矩：M=191.603（T.m）剪力：V=10.036（T），剪力沿塔身横截面对角线，对图c,由MB=0，得 V*LBH +LB0*N1=0 即： N1=-V*LBH/ LB0 =-

26、10.036*0.6/5.932 =-1.015（T）通过三角函数关系，得支座A反力为： RAY= -N1*sin52.3426=-1.015*sin52.3426=-0.8（T） RAx= -N1*cos52.3426=-1.015* cos52.3426=-0.62（T）由MC=0，得 N3*L0C+ V* LC0=0 即：N3=- V* LC0/ L C0 =-10.036*1.132/0.98 =-11.6（T）由M0=0，得 N2*LC0-V*L7=0 即：N2 = V*L7/ L C 0 =10.036*0.17/0.98 =1.74（T）由力平衡公式Ni=0，得RAY +RBY+

27、V*cos450=0和-RAX-RBX +V*sin450 =0，故RBY= -RAY- V*cos450 =0.8-10.036*cos450=-6.3（T）RBX = -RAX +V* sin450 =0.62+10.036*sin450=7.79（T）对图d,由MB=0，得 V*LBG +LB0*N1=0 即： N1=-V*LBG/ LB0 =-10.036*5.67/5.932 =-9.6（T）由MC=0，得 N3*0+ V* LC0=0，即N3=0通过三角函数关系，得支座A反力为： RAY= N1*sin52.3426=-9.6*sin52.3426=-7.6（T） RAx= -N1

28、*cos52.3426=-9.6* cos52.3426=-5.87（T）由静力平衡公式，得RAY +RBY+V*sin450=0和RAX+RBX +V*cos450 =0，故RBY=-RAY-V*sin450=7.6-10.036*cos450=0.5（T）RBX=-RAX-V*sin450=-5.87-10.036*sin450=-13（T）根据如上计算,附墙杆件和支座受力最大值见下表：AB杆BC杆BD杆A支座B支座RAXRAYRBXRBYN1=-9.6tN2=13.05tN3=-14.92t7.6t5.87t-13t0.5t由于外力方向可向相反方向进行，故以上数值可正可负，均按压杆进行设计。三、结构柱抗剪切和局部压力强度验算附墙埋件受力面积为470470,锚固深度按450计算，最小柱断面为700700，柱子箍筋为10200，由上面的计算结果可知，支座最大拉力（压力）为（RBX 2+RBY2）1/2=（13 2+0.52）1/2=13.01T=130.1KN。结构柱抗剪切计算公式为：式中：Ft：砼的轴心抗拉强度，取1.5*75%Mpa(C30的12天强度等级)um:距集中反力作用面积周边h0/2处的周长um =2340h0:截面有效高度 h0=23