塔吊基础方案钢格构柱承台专家评审完成.doc

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1、一、编制的依据：塔式起重机设计规范（GB/T13752-1992）地基基础设计规范（GB50007-2002）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）建筑安全检查标准（JGJ59-99）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）塔式起重机混凝土基础工程技术规程（JGJ/T187-2009）QTZ63（5013）塔吊说明书 施工图纸及地质勘探报告等二、塔吊基础概况本工程垂直运输的需要布置QTZ63塔吊十三台，其中5#塔吊臂长45m，2#、9#塔吊臂长50m，其余塔吊臂长为55m。为确保基础及地下室施工进度满足垂直运输需要，其中6#、9#、13#、1

2、5#塔吊基础采用预制管桩+钢筋混凝土承台的形式，其余采用桩孔灌注桩+钢筋混凝土承台形式。塔吊钢筋混凝土基础为5.50m5.50m1.20m，管桩基础承台下设4根500预应力管桩，桩长22m，灌注桩基础承台下设4根700钻孔灌注桩，桩长22m。4#塔吊桩顶标高-8.50m，其余桩顶标高为-4.00m。（详见附图）基础预埋件找平至水平度误差1/500。三、矩形格构式基础计算书(预应力管桩基础)（本计算书采用品茗施工安全设施计算软件2011版进行计算）一、塔机属性塔机型号QTZ63 (ZJ5311)塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40塔机独立状态的计算高度H(m)43塔身桁架结构方钢管塔身桁架结

3、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)37.4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)89.4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

4、所在地上海 上海基本风压0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态0.55塔帽形状和变幅方式锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度C类(有密集建筑群的城市市区)风振系数z工作状态1.77非工作状态1.87风压等效高度变化系数z0.94风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.95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0.81.21.771.950.940.20.63非工作状态0.81.21.871.950.940.551.82 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+37.4+3.8+19.8+89.4401.4起重荷载标

5、准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)401.4+60461.4水平荷载标准值Fvk(kN)0.630.351.64315.17倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8+0.9(690+0.515.1743)601.38非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk1401.4水平荷载标准值Fvk(kN)1.820.351.64343.83倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422-19.86.3-89.411.8+0.543.8343585.48 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)1.2Fk11.2401.448

6、1.68起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk1.46084竖向荷载设计值F(kN)481.68+84565.68水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.415.1721.24倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.515.1743)904.56非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.2401.4481.68水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.443.8361.36倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422-19.86.3-89.411.8)+1.40.543.8343891.05三、桩顶

7、作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.2承台长l(m)5.5承台宽b(m)5.5承台长向桩心距al(m)4承台宽向桩心距ab(m)4桩直径d(m)0.5承台参数承台混凝土等级C25承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土的重度(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁是矩形桩式基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=5.55.5(1.225+019)=907.5kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2907.5=1089kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(42+42)0.5=

8、5.66m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(461.4+907.5)/4=342.22kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(461.4+907.5)/4+(601.38+43.831.2)/5.66=457.83kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(461.4+907.5)/4-(601.38+43.831.2)/5.66=226.62kN 2、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L =(565.68+108

9、9)/4+(904.56+21.241.2)/5.66=578.08kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(565.68+1089)/4-(904.56+21.241.2)/5.66=249.26kN四、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级C80桩基成桩工艺系数C0.85桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)35桩入土深度lt(m)22桩配筋自定义桩身承载力设计值是桩身承载力设计值2700地基属性是否考虑承台效应否土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)粘性土1.551000.7-粉

10、质粘土1.5243400.7-淤泥质土9182000.7-粘土5203400.7-粉质粘土20243400.7- 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.5=1.57m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.52/4=0.2m2 Ra=uqsiali+qpaAp =1.57(1.524+918+520+6.524)+3400.2=779.9kN Qk=342.22kNRa=779.9kN Qkmax=457.83kN1.2Ra=1.2779.9=935.88kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=226.62kN0 不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！ 3、桩

11、身承载力计算 纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nd2/4=113.1410.72/4=989mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=578.08kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=2700kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=226.62kN0 不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！五、承台计算承台配筋(设暗梁)承台梁上部配筋HRB400 622承台梁腰筋配筋HRB400 422承台梁底部配筋HRB400 622承台梁箍筋配筋HRB335 12200承台梁箍筋肢数n4暗梁计算宽度l(m)0.6 1、荷载计算 塔身截面对角线

12、上立杆的荷载设计值： Fmax=F/n+M/(20.5B)=565.68/4+904.56/(20.51.6)=541.18kN Fmin=F/n-M/(20.5B)=565.68/4-904.56/(20.51.6)=-258.34kN 剪力图(kN) 弯矩图(kNm) Vmax=301.04kN，Mmax=30.94kNm，Mmin=-511.77kNm 2、受剪切计算 截面有效高度：h0=h-c-D/2=1200-50-22/2=1139mm 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1139)1/4=0.92 塔吊边至桩边的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(4-1.6-0.

13、5)/2=0.95m a1l=(al-B-d)/2=(4-1.6-0.5)/2=0.95m 计算截面剪跨比：b=a1b/h0=0.95/1.14=0.83，取b=0.83； l= a1l/h0=0.95/1.14=0.83，取l=0.83； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.83+1)=0.95 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.83+1)=0.95 Vmax=301.04kNhsbftlh0=0.920.9512700.61.14=758.13kN Vmax=301.04kNhslftlh0=0.920.9512700.61.14=758.13kN 满足要求！

14、3、受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+21.14=3.88m ab=4mB+2h0=3.88m，al=4mB+2h0=3.88m 角桩内边缘至承台外边缘距离：cb=(b-ab+d)/2=(5.5-4+0.5)/2=1m cl=(l-al+d)/2=(5.5-4+0.5)/2=1m 角桩冲跨比：b=a1b/h0=950/1139=0.83，取b=0.83； l= a1l/h0=950/1139=0.83，取l=0.83； 角桩冲切系数：1b=0.56/(b+0.2)=0.56/(0.83+0.2)=0.54 1l=0.56/(l+0.2)=0.56/(0.83+0.2)=0

15、.54 1b(cb+alb/2)+1l(cl+all/2)hpfth0=0.54(1+0.95/2)+0.54(1+0.95/2)0.9712701.14=2233.91kN Nl=Vmax=301.04kN1b(cb+alb/2)+1l(cl+all/2)hpfth0=2233.91kN 满足要求！ 4、承台配筋计算 (1)、承台梁底部配筋 S1= Mmin/(1fclh02)=511.77106/(1.0511.960011392)=0.053 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.053)0.5=0.054 S1=1-1/2=1-0.054/2=0.973 AS1=Mmin/(S

16、1h0fy1)=511.77106/(0.9731139360)=1283mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.27/360)=max(0.2,0.16)=0.2% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, lh0)=max(1283,0.0026001139)=1367mm2 梁底部实际配筋：AS1=2281mm2AS1=1367mm2 满足要求！ (2)、承台梁上部配筋 S2= Mmax/(2fclh02)=30.94106/(1.0511.960011392)=0.003 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.003)0.5=0.003 S

17、2=1-2/2=1-0.003/2=0.998 AS1=Mmax/(S2h0fy2)=30.94106/(0.9981139360)=76mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy2)=max(0.2,451.27/360)=max(0.2,0.16)=0.2% 梁上部需要配筋：A2=max(AS2, lh0)=max(76,0.0026001139)=1367mm2 梁上部实际配筋：AS2=2281mm2AS2=1367mm2 满足要求！ (3)、梁腰筋配筋 梁腰筋按照构造配筋422 (4)、承台梁箍筋计算 箍筋抗剪 计算截面剪跨比：=(L-20.5B)/(2h0)=(5.5-20

18、.51.6)/(21.14)=1.42 取=1.5 混凝土受剪承载力：1.75ft lh0/(+1)=1.751.270.61.14/(1.5+1)=0.61kN Vmax=301.04kN1.75ft lh0/(+1)=0.61kN nAsv1/s=4(3.14122/4)/200=2.26 (V-0.7ft lh0)/(1.25fyvh0) =(301.04103-0.71.276001139)/(1.253001139)=-0.72mm2/mm nAsv1/s(V-0.7ftlh0)/(1.25fyvh0) 满足要求！ 配箍率验算 sv=nAsv1/( ls)=4(3.14122/4)/

19、(600200)=0.38%psv，min=0.24ft/fyv=0.241.27/300=0.1% 满足要求！ (5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向10500。六、配筋示意图矩形桩式承台配筋图 矩形桩式暗梁配筋图 矩形桩式桩配筋图四、矩形格构式基础计算书(钻孔灌注桩基础)（本计算书采用品茗施工安全设施计算软件2011版进行计算）一、塔机属性塔机型号QTZ63 (ZJ5311)塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40塔机独立状态的计算高度H(m)43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

20、臂自重G1(kN)37.4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)89.4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)工程所在地上海 上海基本风压0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态0.55塔帽形状和变幅方式锥形塔帽，小

21、车变幅地面粗糙度C类(有密集建筑群的城市市区)风振系数z工作状态1.77非工作状态1.87风压等效高度变化系数z0.94风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.95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0.81.21.771.950.940.20.63非工作状态0.81.21.871.950.940.551.82 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+37.4+3.8+19.8+89.4401.4起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)401.4+60461.4水平荷载标准值Fvk(kN)

22、0.630.351.64315.17倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8+0.9(690+0.515.1743)601.38非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk1401.4水平荷载标准值Fvk(kN)1.820.351.64343.83倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422-19.86.3-89.411.8+0.543.8343585.48 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)1.2Fk11.2401.4481.68起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk1.46084竖向荷载设计值F(kN)481.68+84

23、565.68水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.415.1721.24倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.515.1743)904.56非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.2401.4481.68水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.443.8361.36倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422-19.86.3-89.411.8)+1.40.543.8343891.05三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.2承台长l(m)5.5承台宽b(m)5.5承台长向桩心

24、距al(m)4承台宽向桩心距ab(m)4桩直径d(m)0.7承台参数承台混凝土等级C25承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土的重度(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁是矩形桩式基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=5.55.5(1.225+019)=907.5kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2907.5=1089kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(42+42)0.5=5.66m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(461.4+907.5

25、)/4=342.22kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(461.4+907.5)/4+(601.38+43.831.2)/5.66=457.83kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(461.4+907.5)/4-(601.38+43.831.2)/5.66=226.62kN 2、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L =(565.68+1089)/4+(904.56+21.241.2)/5.66=578.08kN Qmin=(F+G)/n-(

26、M+Fvh)/L =(565.68+1089)/4-(904.56+21.241.2)/5.66=249.26kN四、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级C30桩基成桩工艺系数C0.85桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)35桩入土深度lt(m)22桩配筋自定义桩身承载力设计值是桩身承载力设计值2700桩裂缝计算钢筋弹性模量Es(N/mm2)200000法向预应力等于零时钢筋的合力Np0(kN)100最大裂缝宽度lim(mm)0.2普通钢筋相对粘结特性系数V1预应力钢筋相对粘结特性系数V0.8地基属性是否考虑承台效应否土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端

27、阻力特征值qpa(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)粘性土1.551000.7-粉质粘土1.5243400.7-淤泥质土9182000.7-粘土5203400.7-粉质粘土20243400.7- 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.7=2.2m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.72/4=0.38m2 Ra=uqsiali+qpaAp =2.2(1.524+918+520+6.524)+3400.38=1129.25kN Qk=342.22kNRa=1129.25kN Qkmax=457.83kN1.2Ra=1.21129.25=1355.09kN 满足要求

28、！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=226.62kN0 不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！ 3、桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd2/4=223.14122/4=2488mm2 纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nd2/4=13.1410.72/4=90mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=578.08kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=2700kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=226.62kN0 不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！ 4、裂缝控制计算 Qkmin=226.62kN0 不需要进行

29、裂缝控制计算！五、承台计算承台配筋(设暗梁)承台梁上部配筋HRB400 622承台梁腰筋配筋HRB400 422承台梁底部配筋HRB400 622承台梁箍筋配筋HRB335 12200承台梁箍筋肢数n4暗梁计算宽度l(m)0.7 1、荷载计算 塔身截面对角线上立杆的荷载设计值： Fmax=F/n+M/(20.5B)=565.68/4+904.56/(20.51.6)=541.18kN Fmin=F/n-M/(20.5B)=565.68/4-904.56/(20.51.6)=-258.34kN 剪力图(kN) 弯矩图(kNm) Vmax=301.04kN，Mmax=30.94kNm，Mmin=-

30、511.77kNm 2、受剪切计算 截面有效高度：h0=h-c-D/2=1200-50-22/2=1139mm 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1139)1/4=0.92 塔吊边至桩边的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(4-1.6-0.7)/2=0.85m a1l=(al-B-d)/2=(4-1.6-0.7)/2=0.85m 计算截面剪跨比：b=a1b/h0=0.85/1.14=0.75，取b=0.75； l= a1l/h0=0.85/1.14=0.75，取l=0.75； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.75+1)=1 l=1.75/(l+1)=1

31、.75/(0.75+1)=1 Vmax=301.04kNhsbftlh0=0.92112700.71.14=928.95kN Vmax=301.04kNhslftlh0=0.92112700.71.14=928.95kN 满足要求！ 3、受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+21.14=3.88m ab=4mB+2h0=3.88m，al=4mB+2h0=3.88m 角桩内边缘至承台外边缘距离：cb=(b-ab+d)/2=(5.5-4+0.7)/2=1.1m cl=(l-al+d)/2=(5.5-4+0.7)/2=1.1m 角桩冲跨比：b=a1b/h0=850/1139=0.7

32、5，取b=0.75； l= a1l/h0=850/1139=0.75，取l=0.75； 角桩冲切系数：1b=0.56/(b+0.2)=0.56/(0.75+0.2)=0.59 1l=0.56/(l+0.2)=0.56/(0.75+0.2)=0.59 1b(cb+alb/2)+1l(cl+all/2)hpfth0=0.59(1.1+0.85/2)+0.59(1.1+0.85/2)0.9712701.14=2523.93kN Nl=Vmax=301.04kN1b(cb+alb/2)+1l(cl+all/2)hpfth0=2523.93kN 满足要求！ 4、承台配筋计算 (1)、承台梁底部配筋 S1

33、= Mmin/(1fclh02)=511.77106/(1.0511.970011392)=0.045 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.045)0.5=0.046 S1=1-1/2=1-0.046/2=0.977 AS1=Mmin/(S1h0fy1)=511.77106/(0.9771139360)=1278mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.27/360)=max(0.2,0.16)=0.2% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, lh0)=max(1278,0.0027001139)=1595mm2 梁底部实际配筋：AS1=228

34、1mm2AS1=1595mm2 满足要求！ (2)、承台梁上部配筋 S2= Mmax/(2fclh02)=30.94106/(1.0511.970011392)=0.003 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.003)0.5=0.003 S2=1-2/2=1-0.003/2=0.999 AS1=Mmax/(S2h0fy2)=30.94106/(0.9991139360)=76mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy2)=max(0.2,451.27/360)=max(0.2,0.16)=0.2% 梁上部需要配筋：A2=max(AS2, lh0)=max(76,0.0027

35、001139)=1595mm2 梁上部实际配筋：AS2=2281mm2AS2=1595mm2 满足要求！ (3)、梁腰筋配筋 梁腰筋按照构造配筋422 (4)、承台梁箍筋计算 箍筋抗剪 计算截面剪跨比：=(L-20.5B)/(2h0)=(5.5-20.51.6)/(21.14)=1.42 取=1.5 混凝土受剪承载力：1.75ft lh0/(+1)=1.751.270.71.14/(1.5+1)=0.71kN Vmax=301.04kN1.75ft lh0/(+1)=0.71kN nAsv1/s=4(3.14122/4)/200=2.26 (V-0.7ft lh0)/(1.25fyvh0) =(301.04103-0.71.277001139)/(1.253001139)=-0.95mm2/mm nAsv1/s(V-0.7ftlh0)/(1.25fyvh0) 满足要求！ 配箍率验算 sv=nAsv1/( ls)=4(3.14122/4)/(700200)=0.32%psv，min=0.24ft/fyv=0.241.27/300=0.1% 满足要求！ (5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向10500。六、配筋示意图矩形桩式承台配筋图 矩形桩式暗梁配筋图 矩形桩式桩配筋图22 / 22