QTZ80塔吊基礎計算書

QTZ80塔吊基礎計算

一. 參數信息

塔吊型號: QTZ80
塔吊自重標準值:Fk1=449.00kN
起重荷載標準值:Fqk=60.00kN
塔吊最大起重力矩:M=1039.00kN.m
塔吊計算高度: H=98m 塔身寬度: B=1.60m
非工作狀態下塔身彎矩:M1=-1668kN.m
樁混凝土等級: C30
承臺混凝土等級:C35
保護層厚度: 50mm
矩形承臺邊長: 3.50m
承臺厚度: Hc=1.250m
承臺箍筋間距: S=200mm
承臺鋼筋級別: HRB400
承臺頂面埋深: D=0.000m
樁直徑: d=800.000m 樁間距: a=2.500m
樁鋼筋級別: HRB400
樁入土深度: 16.00m
樁型與工藝: 泥漿護壁鉆(沖)孔灌注樁

二. 荷載計算

1. 自重荷載及起重荷載

1) 塔吊自重標準值 Fk1=449kN
2) 基礎以及覆土自重標準值 Gk=3.5×3.5×1.25×25=382.8125kN
3) 起重荷載標準值 Fqk=60kN

2. 塔吊的傾覆力矩

　　工作狀態下，標準組合的傾覆力矩標準值 Mk=-1668+0.9×(1039+2294.71)=1332.34kN.m 非工作狀態下，標準組合的傾覆力矩標準值 Mk=-1668+4097.15=2429.15kN.m

三. 樁豎向力計算

非工作狀態下：
Qk=(Fk+Gk)/n=(449+382.81)/4=207.95kN
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(449+382.8125)/4+(2429.15+83.62×1.25)/3.54=924.69kN
Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(449+382.8125-0)/4-(2429.15+83.62×1.25)/3.54=-508.78kN
工作狀態下：
Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(449+382.81+60)/4=222.95kN
Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(449+382.8125+60)/4+(1332.34+46.83×1.25)/3.54=616.41kN
Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(449+382.8125+60-0)/4-(1332.34+46.83×1.25)/3.54=-170.51kN

四. 承臺受彎計算

1. 荷載計算

　　不計承臺自重及其上土重，第i樁的豎向力反力設計值：

工作狀態下：

最大壓力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(449+60)/4+1.35×(1332.34+46.83× 1.25)/3.54=702.96kN
最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(449+60)/4-1.35×(1332.34+46.83× 1.25)/3.54=-359.38kN

非工作狀態下：

最大壓力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×449/4+1.35×(2429.15+83.62× 1.25)/3.54=1119.13kN
最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×449/4-1.35×(2429.15+83.62× 1.25)/3.54=-816.06kN

2. 彎矩的計算

　　依據《塔式起重機混凝土基礎工程技術規程》第6.4.2 條 其中 Mx,My1——計算截面處XY方向的彎矩設計值(kN.m)； xi,yi——單樁相對承臺中心軸的XY方向距離(m)； Ni——不計承臺自重及其上土重，第i樁的豎向反力設計值 (kN)。 由于非工作狀態下，承臺正彎矩最大： Mx=My=2×1119.13×0.45=1007.22kN.m 承臺最大負彎矩: Mx=My=2×-816.06×0.45=-734.45kN.m

3. 配筋計算

　　根據《混凝土結構設計規程》GB50010-2002第7.2.1條 式中 1——系數，當混凝土強度不超過C50時， 1取為1.0,當混凝土強度等級為C80時， 1取為0.94,期間按線性內插法確定； fc——混凝土抗壓強度設計值； h0——承臺的計算高度； fy——鋼筋受拉強度設計值，fy=360N/mm 2 。

底部配筋計算:

s=1007.22×10 6 /(1.000×16.700×3500.000× 1200 2 )=0.0120 =1-(1-2×0.0120) 0.5=0.0120
s=1-0.0120/2=0.9940 As=1007.22×10 6 /(0.9940×1200.0×360.0)=2345.6mm 2

頂部配筋計算:
s=734.45×10 6 /(1.000×16.700×3500.000× 1200 2 )=0.0087 =1-(1-2×0.0087) 0.5=0.0088
s=1-0.0088/2=0.9940 As=734.45×10 6 /(0.9956×1200.0×360.0)=1707.6mm 2

五. 承臺剪切計算

最大剪力設計值：Vmax=1119.13kN 依據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)的第7.5.7條。 我們考慮承臺配置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式： 式中 ——計算截面的剪跨比, =1.500 ft——混凝土軸心抗拉強度設計值，ft=1.570N/mm 2 ； b——承臺的計算寬度，b=3500mm； h0——承臺計算截面處的計算高度，h0=1200mm； fy——鋼筋受拉強度設計值，fy=360N/mm 2 ； S——箍筋的間距，S=200mm。 經過計算承臺已滿足抗剪要求，只需構造配箍筋!

六. 承臺受沖切驗算

　　角樁軸線位于塔吊塔身柱的沖切破壞錐體以內，且承臺高度符合構造要求，故可不進行承臺角樁 沖切承載力驗算。

七.樁身承載力驗算

　　樁身承載力計算依據《建筑樁基礎技術規范》(JGJ94-2008)的第5.8.2 條 根據第二步的計算方案可以得到樁的軸向壓力設計值，取其中最大值 N=1.35×924.69=1248.33kN 樁頂軸向壓力設計值應滿足下面的公式： 其中 c——基樁成樁工藝系數，取0.75 fc——混凝土軸心抗壓強度設計值，fc=14.3N/mm 2 ； Aps——樁身截面面積，Aps=502655200000mm 2 。 樁身受拉計算，依據《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008 第5.8.7條 受拉承載力計算，最大拉力 N=1.35×Qkmin=-686.86kN 經過計算得到受拉鋼筋截面面積 As=1907.942mm 2 。 由于樁的最小配筋率為0.20%，計算得最小配筋面積為 1005310400mm 2 綜上所述，全部縱向鋼筋面積1005310400mm 2

八.樁豎向承載力驗算

　　依據《塔式起重機混凝土基礎工程技術規程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3 和6.3.4條 軸心豎向力作用下，Qk=222.95kN；偏向豎向力作用下，Qkmax=924.69kN.m 樁基豎向承載力必須滿足以下兩式： 單樁豎向承載力特征值按下式計算： 其中 Ra——單樁豎向承載力特征值； qsik——第i層巖石的樁側阻力特征值；按下表取值； qpa——樁端端阻力特征值，按下表取值； u——樁身的周長，u=2513.28m； Ap——樁端面積,取Ap=502655.20m 2 ； li——第i層土層的厚度,取值如下表； 厚度及側阻力標準值表如下: 土名稱 序號 土層厚度(m) 側阻力特征值(kPa) 端阻力特征值 (kPa) ⑥-1粉質粘土 1 4.18 22 0 ⑥-2粉質粘土 2 3.6 25 0 粉砂 3 1.7 30 0 圓礫 4 10.2 55 2300 由于樁的入土深度為16m,所以樁端是在第4層土層。 最大壓力驗算: Ra=2513.28×(4.18×22+3.6×25+1.7×30+6.52×55)+2300× 502655.20=1157593713.55kN 由于: Ra = 1157593713.55 > Qk = 222.95,所以滿足要求! 由于: 1.2Ra = 1389112456.26 > Qkmax = 924.69,所以滿足要求!

九.樁的抗拔承載力驗算

　　依據《塔式起重機混凝土基礎工程技術規程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5 條 偏向豎向力作用下，Qkmin=-508.78kN.m 樁基豎向承載力抗拔必須滿足以下兩式： 式中 Gp——樁身的重力標準值，水下部分按浮重度計； i——抗拔系數； Ra=2513.28×(0.700×4.18×22+0.700×3.6×25+0.750×1.7× 30+0.500×6.52×55)=915842.801kN Gp=502655.200×(16×25-3.7×10)=182463837.600kN 由于: 915842.80+182463837.60 >= 508.78 滿足要求!

十.樁式基礎格構柱計算

　　依據《鋼結構設計規范》(GB50017-2003)。

1. 格構柱截面的力學特性：

　　格構柱的截面尺寸為0.46×0.46m； 主肢選用:18號角鋼b×d×r=180×16×16mm； 綴板選用(m×m):0.01×0.40 主肢的截面力學參數為 A0=55.47cm 2 ，Z0=5.05cm，Ix0=1700.99cm 4 ， Iy0=1700.99cm 4 ； 格構柱截面示意圖 格構柱的y-y軸截面總慣性矩： 格構柱的x-x軸截面總慣性矩： 經過計算得到： Ix=4×[1700.99+55.47×(46/2-5.05) 2 ]=78290.38cm 4 ； Iy=4×[1700.99+55.47×(46/2-5.05) 2 ]=78290.38cm 4 ；

2. 格構柱的長細比計算：

　　格構柱主肢的長細比計算公式： 其中 H —— 格構柱的總高度，取10.30m； I —— 格構柱的截面慣性矩，取,Ix=78290.38cm 4 ， Iy=78290.38cm 4 ； A0 —— 一個主肢的截面面積，取55.47cm 2 。 經過計算得到 x=54.83, y=54.83。 格構柱分肢對最小剛度軸1-1的長細比計算公式: 其中 b —— 綴板厚度，取 b=0.01m。 h —— 綴板長度，取 h=0.40m。 a1—— 格構架截面長，取 a1=0.46m。 經過計算得 i1=[(0.01 2 +0.40 2 )/48+5×0.46 2 /8] 0.5 =0.37m。 1=10.30/0.37=27.97。 換算長細比計算公式： 經過計算得到 kx=61.55, ky=61.55。

3. 格構柱的整體穩定性計算：

　　格構柱在彎矩作用平面內的整體穩定性計算公式： 其中 N —— 軸心壓力的計算值(kN)；取 N=1.35Qkmax=1248.33kN； A—— 格構柱橫截面的毛截面面積，取4×55.47cm 2 ； —— 軸心受壓構件彎矩作用平面內的穩定系數； 根據換算長細比 0x=61.55, 0y=61.55≤150 滿足要求! 查《鋼結構設計規范》得到 x=0.80, y=0.80。 X方向： N/ A=1248333/(0.80×22186.8)=70≤215.00 N/mm 2 滿足要求! Y方向： N/ A=1248333/(0.80×22186.8)=70≤215.00 N/mm 2 滿足要求! 4. 格構分肢的長細比驗算： 由于格構形式采用角鋼+綴板，分肢選取18號角鋼b×d×r=180×16× 16mm，其回轉半徑i=35.5mm。 1=L/i=550/35.5=15.49≤0.5× 0x=30.78 且小于等于40 滿足要求!