塔式起重机基础设计课件.ppt
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1、塔式起重机基础设计塔式起重机基础设计塔式起重机基础设计一、基础受力分析一、基础受力分析hLVGMHHMDLL二、参数信息二、参数信息 塔吊型号塔吊型号:QTZ60 自重自重(包括压重包括压重)F1=833.00kN,最大起重荷载,最大起重荷载 F2=60.00kN, 塔吊倾覆力距塔吊倾覆力距Mk=787.50kN.m,塔吊起重高度,塔吊起重高度 H=50.00m,塔身宽度,塔身宽度B=1.80m, 混凝土强度等级混凝土强度等级:C35,基础埋深,基础埋深D=0.00m, 基础最小厚度基础最小厚度h=1.20m, 基础最小宽度基础最小宽度L=5.00m,三、塔吊基础承载力计算三、塔吊基础承载力计
2、算 依据依据建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)第第5.2条承载力计算。条承载力计算。 当不考虑附着时的基础设计值计算公式:当不考虑附着时的基础设计值计算公式: V塔吊作用于基础的竖向力设计值,它包括塔吊作用于基础的竖向力设计值,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载。塔吊自重,压重和最大起重荷载。 V=1.2F1+1.4F2 =1.2833+1.460=1083.6(KN) maxVGMpAWminVGMpAW三、塔吊基础承载力计算三、塔吊基础承载力计算G基础自重与基础上面的土的自重,基础自重与基础上面的土的自重,G=1.2(25.0LLh+20.0LLD) =1
3、.2(25.0551.2+20.0550) = 900.00(kN)L基础底面的宽度,取基础底面的宽度,取L=5.00mW础底面的抵抗矩,础底面的抵抗矩, W=LLL/6=555/6=20.83(m3)M倾覆力矩,包括风荷载产生的力距和最大起倾覆力矩,包括风荷载产生的力距和最大起重力距,重力距,M=1.4Mk =1.4787.50=1102.50(kN.m) 三、塔吊基础承载力计算三、塔吊基础承载力计算 当考虑附着时的基础设计值计算公式:当考虑附着时的基础设计值计算公式: 当考虑偏心距较当考虑偏心距较 大时的基础设计大时的基础设计 值计算公式:值计算公式: VGpAmax23VGpLa三、塔吊
4、基础承载力计算三、塔吊基础承载力计算 当考虑附着时的基础设计值计算公式:当考虑附着时的基础设计值计算公式: 当考虑偏心距较当考虑偏心距较 大时的基础设计大时的基础设计 值计算公式:值计算公式: VGpAmax23VGpLa1.请大家根据图请大家根据图示关系,推导一示关系,推导一下这个公式。下这个公式。2.为什么要是为什么要是eb/6才用这个才用这个公式、这个图示?公式、这个图示?三、塔吊基础承载力计算三、塔吊基础承载力计算 a合力作用点至基础底面最大压力边缘距离合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:按下式计算:2LMaVG51102.501.94( )21083.6900m三
5、、塔吊基础承载力计算三、塔吊基础承载力计算 经过计算得到经过计算得到: 无附着的最大压力设计值无附着的最大压力设计值 无附着的最小压力设计值无附着的最小压力设计值 max1083.69001102.50132.27()5 520.83VGMpkpaAWmin1083.6 9001102.5026.41()5 520.83VGMpkpaAW三、塔吊基础承载力计算三、塔吊基础承载力计算 有附着的压力设计值有附着的压力设计值 偏心距较大时压力设计值偏心距较大时压力设计值1083.690079.34()5 5VGpkpaAmax2 (1083.6900)136.33()3 5 1.94pKpa 有无问
6、题?有无问题?四、地基基础承载力验算四、地基基础承载力验算 地基基础承载力特征值计算依据地基基础承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第第5.2.3条。条。 计算公式如下计算公式如下: fak地基承载力特征值,取地基承载力特征值,取250.00kN/m2; b基础宽度地基承载力修正系数,见表基础宽度地基承载力修正系数,见表5.2.4,取,取0.00; d基础埋深地基承载力修正系数,见表基础埋深地基承载力修正系数,见表5.2.4,本工程地基,本工程地基承载力特征值是采用深层平板实验取得的,故取承载力特征值是采用深层平板实验取得的,故取0.00; 基
7、础底面以下土的重度,取基础底面以下土的重度,取20.00kN/m3; m基础底面以上土的重度,取基础底面以上土的重度,取20.00kN/m3; b基础底面宽度,取基础底面宽度,取5.00m; d基础埋深度基础埋深度,取取0.00m。30.5aakbdmffbd 四、地基基础承载力验算四、地基基础承载力验算 解得地基承载力设计值解得地基承载力设计值 实际计算取的地基承载力设计值为实际计算取的地基承载力设计值为:fa=200.00kPa pkfa (5.2.1-1)fa=200.00kPapmax=132.27kPa,满足要求!,满足要求! pkmax1.2fa (5.2.1-2)pkmax =1
8、36.33kPa b/6)的基)的基础设计值计算公式础设计值计算公式.(1)推导当)推导当eb/6时,基时,基础设计值计算计算公式础设计值计算计算公式(2)上述推导出的公式,)上述推导出的公式,为什么是在为什么是在eb/6情况情况下成立?若下成立?若eb/6时,时,上述公式是否也成立?上述公式是否也成立?试加以证明。试加以证明。2. P44第第2、4、5题题塔式起重机基础设计(四桩基础)塔式起重机基础设计塔吊四桩基础的设计计算塔吊四桩基础的设计计算 最常用的塔吊基础是采用四桩基础,塔吊桩基础最常用的塔吊基础是采用四桩基础,塔吊桩基础的设计的内容包括:的设计的内容包括:(1)塔吊基础承台顶面的竖
9、向力与弯矩计算)塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算(2)矩形承台弯矩的计算)矩形承台弯矩的计算(3)矩形承台截面主筋的计算)矩形承台截面主筋的计算(4)矩形承台截面抗剪切计算)矩形承台截面抗剪切计算(5)桩承载力验算和桩竖身极限承载力验算及桩长)桩承载力验算和桩竖身极限承载力验算及桩长计算。计算。塔机型号塔机型号QTZ63 (5510)塔机独立状态的最大起吊高度塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)32塔机独立状态的计算高度塔机独立状态的计算高度H(m)40塔身桁架结构塔身桁架结构方钢管方钢管塔身桁架结构宽度塔身桁架结构宽度B(m)1.6一、塔机参数一、塔机参数一、塔机参数一、塔机参数塔身自重塔
10、身自重G0(kN)251起重臂自重起重臂自重G1(kN)37.4起重臂重心至塔身中心距离起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)22小车和吊钩自重小车和吊钩自重G2(kN)3.8最大起重荷载最大起重荷载Qmax(kN)60最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)11.5最小起重荷载最小起重荷载Qmin(kN)10最大吊物幅度最大吊物幅度RQmin(m)55最大起重力矩最大起重力矩M2(kNm)Max6011.5,1055690平衡臂自重平衡臂自重G3(kN)19.8平衡臂重心至塔身中心距离平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.3平衡块自重平衡块自重
11、G4(kN)138平衡块重心至塔身中心距离平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)11.8一、参数信息一、参数信息 塔吊型号塔吊型号: QTZ63 (5510) 塔身宽度塔身宽度B=1.6m,基础埋深基础埋深D=0.00m ;桩直径;桩直径d=0.40m,桩间距桩间距La=3.70m,桩身混凝土强度桩身混凝土强度C25,承台厚度,承台厚度h=1.20m 混凝土强度混凝土强度:C35,钢筋级别钢筋级别:级级,承台箍筋间距承台箍筋间距S=200mm,承台长度或宽度承台长度或宽度L =4.50m, 保护层厚保护层厚度度:50mm;二、风荷载计算二、风荷载计算k k风荷载标准值风荷载标准值(kN/m2);
12、z高度高度z 处的风振系数;处的风振系数; s风载体形系数;风载体形系数;z z风压高度系数;按现行国家标准风压高度系数;按现行国家标准建筑结构荷建筑结构荷载规范载规范(GB50009-2001GB50009-2001的规定采用)的规定采用) 0 0基本风压;按现行国家标准基本风压;按现行国家标准建筑结构荷载建筑结构荷载规范规范(GB50009-2001GB50009-2001的规定采用);的规定采用);kz0=sz 1.1.基本风压基本风压 查查建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范(GB50009-2001)基本)基本风压附录风压附录D5,施工场地位于温州茶山高教园区:,施工场地位于温州茶山高教
13、园区:10年一遇的基本风压年一遇的基本风压w0=0.35kN/m2; 50年一遇的年一遇的基本风压基本风压w0=0.6kN/m2; 100年一遇的基本风压年一遇的基本风压w0=0.7kN/m2;取;取50年一遇基本风压计算。年一遇基本风压计算。0=0.35(kN/m2)离地面或海离地面或海平面高度平面高度(m)地面粗糙度类别地面粗糙度类别ABCD510152030405060117138152163180192203212100100114125142156161177074074074084100113125135062062062062062073084093表表7.2.1 风压高度变化系
14、数风压高度变化系数z z =1.612.2.风压高度变化系数风压高度变化系数z z 2.2.风压高度变化系数风压高度变化系数z z 地面粗糙度可分为地面粗糙度可分为A、B、C、D四类:四类:A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;的乡镇和城市郊区;C类指有密集建筑群的城市市区;类指有密集建筑群的城市市区;D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。 3.3.高度高度z z 处的风振系数处的风振系数z 脉动增大系数
15、;脉动增大系数; 脉动影响系数;脉动影响系数;z 振型系数,查表振型系数,查表F1.1, z =1;z 风压高度变化系数。风压高度变化系数。1zzz T1=(0.0070.013)H 钢结构可取高值,钢筋混凝土结构可取低值。钢结构可取高值,钢筋混凝土结构可取低值。 本例取本例取T1=0.013*50=0.65(S),),0 0T T1 12 2=0.35=0.35* *0.650.652 2=0.15(KNs=0.15(KNs2 2/m/m2 2) ),=1.96=1.96=0.87z z=1z z3. 3. 高度高度z z 处的风振系数处的风振系数z 脉动增大系数;脉动增大系数; 脉动影响系
16、数;脉动影响系数;z 振型系数,查表振型系数,查表F1.1, z =1;z 风压高度变化系数。风压高度变化系数。1zzz 1.96 0.87 112.061.61z 4. 风载体形系数风载体形系数s 查查建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范(GB80009-2001)中的)中的表表7.3.1中第中第34项中的项中的“塔架塔架”风向风向情形,挡风情形,挡风系数系数=0.35=0.35,得,得s=2.1。s s=2.15. 5. 风荷载标准值计算风荷载标准值计算02.44 0.35 1.6 4054.656()hkFBHKNkz02=2.06 2.1 1.61 0.352.44(/)szKN m 二、
17、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算二、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 荷载效应标准组合:荷载效应标准组合:1.作用于桩基承台顶面的竖向力:作用于桩基承台顶面的竖向力: 塔机自重:塔机自重:F1 F1=G0+G1+G2+G3+G4 =251+37.4+3.8+19.8+138=450(KN) 起吊重量:起吊重量:F2=60(KN) V= F1 +F2=450+60=510(kN)2.承台自重和上面覆土自重承台自重和上面覆土自重 G=25.0LLh+20.0LLD =(25.04.54.51.2+20.04.54.50) = 607.5(kN) 二、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算二、塔吊基
18、础承台顶面的竖向力与弯矩计算3. 塔吊的倾覆力矩:塔吊的倾覆力矩: M=G1*RG1+G2*RG2-G3*RG3-G4*RG4+G1*RG1 +0.9(Qmin*RQmin+c c*Fh*H0/2) =37.4*22+3.8*11.5-19.8*6.3-138*11.8 +0.9*(60*11.5+54.656*40/2) =718.168(KN.m)二、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算二、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 荷载效应基本组合:荷载效应基本组合:1.作用于桩基承台顶面的竖向力:作用于桩基承台顶面的竖向力: 塔机自重:塔机自重:F1 F1=G0+G1+G2+G3+G4 =251
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