QTZ635013塔吊格构式基础计算书.docx

1、QTZ635013塔吊格构式基础计算书塔吊格构式基础计算书本计算书主要依据本工程地质勘察报告，塔吊使用说明书、钢结构设计规范（GB500172003）、钢结构设计手册（第三版）、建筑结构静力计算手册（第二版）、结构荷载规范（GB50092001）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ942008）、建筑地基基础设计规范（GB500072002）等编制。基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QZT63(5013)； 标准节长度b：2.5m；塔吊自重Gt：500kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：高强8.8级；最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：20mm；塔

2、吊起升高度H：70m； 塔吊地脚螺栓数目n：12个；塔身宽度B: 1.5m； 2、格构柱基本参数格构柱计算长度lo：6m； 格构柱缀件类型：缀条；格构柱缀件节间长度a1：0.5m； 格构柱分肢材料类型：L90x6；格构柱基础缀件节间长度a2：2m； 格构柱钢板缀件参数:宽800mm，厚300mm；格构柱截面宽度b1：0.5m； 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：20mm； 钢平台宽度：5m； 钢平台厚度：1m；钢平台的螺栓

3、直径：30mm； 钢平台的螺栓数目：12个；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；塔吊倾覆力矩M：939.9kNm； 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；塔吊倾覆力矩M：939.9kNm； 非工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖

4、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=939.90kNm；3、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=939.90kNm； 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Mmax最不利方向进行验算。（1）、桩顶竖向力的计算Nik=(Fk+Gk)/nMxkxi/xj

5、2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+(939.903.002-0.5)/(2(3.002-0.5)2)=346.54kN；最小压力：Nkmin=Fk/4-(Mkmaxa2-0.5)/(2(a2-0.5)2)=500.00/4-(939.903.002-0.5)/(2(3.002-0.5)2)=-96.54k

6、N；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=1.296.54/3.00=38.6

7、1kN97.92kN；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 1其中：Nv、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1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nv=Vk/n=72.23/12=6.02kN；Nvb=nvd2fvb/4=13.1430.002310/(41000)=21

8、9.13kN；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，即：n1=n/4； Nt每一颗螺栓所受的力；Nt=Nmin/n1=96.54/3.00=32.18kN；Ntb=de2ftb/4=3.1426.722500/(41000)=280.29kN；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 1其中：Nv、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=(6.02/21

9、9.13)2+(32.18/280.29)2)0.5=0.12；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。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；W1=Ix1/(b1/2-z0)=21992.15/(50.00/2-2.44)=974.83cm3；ix1=(Ix1/An1)

10、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=(26.392+4042.56/9600.00)0.5=26.40；查表：x=0.95；Nmax/(xA)=415.84103

11、/(0.9542.56102)=103.02N/mm2f=300N/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=42.56cm2W1=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

12、学参数：Ix2=Ix1+An1(b2102/2-b1102/2)24=21992.15+42.56(3.00102/2-0.50102/2)24=2747968.58cm4；An2=An14=42.564=170.24cm2；W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=2747968.58/(3.00102/2-0.50102/2)=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/(170.24102)+1315.86106/(1.02198

13、3.75103)=95.10N/mm2f=300N/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；查表：x=0.95； NEX = 2EAn2/1.10x22NEX=48371.81N； 1.2N/(xA) + 1.4mxMx/(Wlx(1-1.2xN/NEX) f1.2N/(xA)+1.4mxMx/(Wl

14、x(1-1.2xN/NEX)=31.50N/mm2f=300N/mm2；格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算max=0x2=25.50=150 满足；单肢计算长度：l02=a2=200.00cm；单肢回转半径：ix1=22.73cm；单肢长细比：1=l02/ix1=200/22.73=8.80.7max=0.725.5=17.85因截面无削弱，不必验算截面强度。刚度满足要求。六、桩竖向极限承载力验算单桩竖向承载力标准值按下面的公式计算： Quk=Qsk+Qpk = uqsikli+qpkAp u桩身的周长，u=3.142m； Ap桩端面积,Ap=0.785m2；各土层厚度及阻力标准值如下表: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 6.00 56.00 1350.00 粘性土 2 10.00 50.00 1700.00 粉土或砂土 由于桩的入土深度为10.00m,所以桩端是在第2层土层。单桩竖向承载力验算: Quk=3.142536+17000.785=3019.071kN；单桩竖向承载力特征值：R=Ra= Quk/2=3019.071/2=1509.535kN；Nk=346.537kN1.2R=1.21509.535=1