塔吊地基承载力计算.doc

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矩形板式基础计算书 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(TC6012A-6A) 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) 45 塔身桁架结构 方钢管 塔身桁架结构宽度B(m) 1.7 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) 400 起重臂自重G1(kN) 60.7 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 29 小车和吊钩自重G2(kN) 3.5 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) 3 最大起重力矩M2(kN.m) 1134 平衡臂自重G3(kN) 34.6 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 6 平衡块自重G4(kN) 183 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 12 2、风荷载标准值ωk(kN/m2) 工程所在地 河南 郑州市 基本风压ω0(kN/m2) 工作状态 0.2 非工作状态 0.45 塔帽形状和变幅方式 锥形塔帽，小车变幅 地面粗糙度 B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区) 风振系数βz 工作状态 1.59 非工作状态 1.65 风压等效高度变化系数μz 1.34 风荷载体型系数μs 工作状态 1.95 非工作状态 1.95 风向系数α 1.2 塔身前后片桁架的平均充实率α0 0.35 风荷载标准值ωk(kN/m2) 工作状态 0.81.21.591.951.340.2＝0.8 非工作状态 0.81.21.651.951.340.45＝1.86 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) 400+60.7+3.5+34.6+183＝681.8 起重荷载标准值Fqk(kN) 60 竖向荷载标准值Fk(kN) 681.8+60＝741.8 水平荷载标准值Fvk(kN) 0.80.351.745＝21.42 倾覆力矩标准值Mk(kNm) 60.729+3.53-34.66-18312+0.9(1134+0.521.4245)＝821.56 非工作状态 竖向荷载标准值Fk(kN) Fk1＝681.8 水平荷载标准值Fvk(kN) 1.860.351.745＝49.8 倾覆力矩标准值Mk(kNm) 60.729-34.66-18312+0.549.845＝477.2 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) 1.2Fk1＝1.2681.8＝818.16 起重荷载设计值FQ(kN) 1.4FQk＝1.460＝84 竖向荷载设计值F(kN) 818.16+84＝902.16 水平荷载设计值Fv(kN) 1.4Fvk＝1.421.42＝29.99 倾覆力矩设计值M(kNm) 1.2(60.729+3.53-34.66-18312)+1.40.9(1134+0.521.4245)＝1276.74 非工作状态 竖向荷载设计值F(kN) 1.2Fk＝1.2681.8＝818.16 水平荷载设计值Fv(kN) 1.4Fvk＝1.449.8＝69.72 倾覆力矩设计值M(kNm) 1.2(60.729-34.66-18312)+1.40.549.845＝796.74 三、基础验算 矩形板式基础布置图 基础布置 基础长l(m) 6 基础宽b(m) 6 基础高度h(m) 1.35 基础参数 基础混凝土强度等级 C35 基础混凝土自重γc(kN/m3) 25 基础上部覆土厚度h’(m) 0 基础上部覆土的重度γ’(kN/m3) 19 基础混凝土保护层厚度δ(mm) 50 地基参数 地基承载力特征值fak(kPa) 150 基础宽度的地基承载力修正系数ηb 2 基础埋深的地基承载力修正系数ηd 3 基础底面以下的土的重度γ(kN/m3) 19 基础底面以上土的加权平均重度γm(kN/m3) 19 基础埋置深度d(m) 20 修正后的地基承载力特征值fa(kPa) 1375.5 基础及其上土的自重荷载标准值： Gk=blhγc=661.3525=1215kN 基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.21215=1458kN 荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力： Mk=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9(M2+0.5FvkH/1.2) =60.729+3.53-34.66-18312+0.9(1134+0.521.4245/1.2) =749.26kNm Fvk=Fvk/1.2=21.42/1.2=17.85kN 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) =1.260.729+3.53-34.66-18312)+1.40.9(1134+0.521.4245/1.2) =1175.53kNm Fv=Fv/1.2=29.99/1.2=24.99kN 基础长宽比：l/b=6/6=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。 Wx=lb2/6=662/6=36m3 Wy=bl2/6=662/6=36m3 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=821.566/(62+62)0.5=580.93kNm Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=821.566/(62+62)0.5=580.93kNm 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-Mky/Wy =(741.8+1215)/36-580.93/36-580.93/36=22.08kPa≥0 偏心荷载合力作用点在核心区内。 2、基础底面压力计算 Pkmin=22.08kPa Pkmax=(Fk+Gk)/A+Mkx/Wx+Mky/Wy =(741.8+1215)/36+580.93/36+580.93/36=86.63kPa 3、基础轴心荷载作用应力 Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(741.8+1215)/(66)=54.36kN/m2 4、基础底面压力验算 (1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5) =150.00+2.0019.00(6.00-3)+3.0019.00(20.00-0.5)=1375.50kPa (2)、轴心作用时地基承载力验算 Pk=54.36kPa≤fa=1375.5kPa 满足要求！ (3)、偏心作用时地基承载力验算 Pkmax=86.63kPa≤1.2fa=1.21375.5=1650.6kPa 满足要求！ 5、基础抗剪验算 基础有效高度：h0=h-δ=1350-(50+22/2)=1289mm X轴方向净反力： Pxmin=γ(Fk/A-(Mk+Fvkh)/Wx)=1.35(741.800/36.000-(749.263+17.8501.350)/36.000)=-1.184kN/m2 Pxmax=γ(Fk/A+(Mk+Fvkh)/Wx)=1.35(741.800/36.000+(749.263+17.8501.350)/36.000)=56.819kN/m2 假设Pxmin=0,偏心安全，得 P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((6.000+1.700)/2)56.819/6.000=36.459kN/m2 Y轴方向净反力： Pymin=γ(Fk/A-(Mk+Fvkh)/Wy)=1.35(741.800/36.000-(749.263+17.8501.350)/36.000)=-1.184kN/m2 Pymax=γ(Fk/A+(Mk+Fvkh)/Wy)=1.35(741.800/36.000+(749.263+17.8501.350)/36.000)=56.819kN/m2 假设Pymin=0,偏心安全，得 P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((6.000+1.700)/2)56.819/6.000=36.459kN/m2 基底平均压力设计值： px=(Pxmax+P1x)/2=(56.82+36.46)/2=46.64kN/m2 py=(Pymax+P1y)/2=(56.82+36.46)/2=46.64kPa 基础所受剪力： Vx=|px|(b-B)l/2=46.64(6-1.7)6/2=601.64kN Vy=|py|(l-B)b/2=46.64(6-1.7)6/2=601.64kN X轴方向抗剪： h0/l=1289/6000=0.21≤4 0.25βcfclh0=0.25116.760001289=32289.45kN≥Vx=601.64kN 满足要求！ Y轴方向抗剪： h0/b=1289/6000=0.21≤4 0.25βcfcbh0=0.25116.760001289=32289.45kN≥Vy=601.64kN 满足要求！ 四、基础配筋验算 基础底部长向配筋 HRB400 Φ22@170 基础底部短向配筋 HRB400 Φ22@170 基础顶部长向配筋 HRB400 Φ22@170 基础顶部短向配筋 HRB400 Φ22@170 1、基础弯距计算 基础X向弯矩： MⅠ=(b-B)2pxl/8=(6-1.7)246.646/8=646.76kNm 基础Y向弯矩： MⅡ=(l-B)2pyb/8=(6-1.7)246.646/8=646.76kNm 2、基础配筋计算 (1)、底面长向配筋面积 αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=646.76106/(116.7600012892)=0.004 ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-20.004)0.5=0.004 γS1=1-ζ1/2=1-0.004/2=0.998 AS1=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=646.76106/(0.9981289360)=1396mm2 基础底需要配筋：A1=max(1396，ρbh0)=max(1396，0.001560001289)=11601mm2 基础底长向实际配筋：As1=13790mm2≥A1=11601mm2 满足要求！ (2)、底面短向配筋面积 αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=646.76106/(116.7600012892)=0.004 ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-20.004)0.5=0.004 γS2=1-ζ2/2=1-0.004/2=0.998 AS2=|MⅠ|/(γS2h0fy2)=646.76106/(0.9981289360)=1396mm2 基础底需要配筋：A2=max(1396，ρlh0)=max(1396，0.001560001289)=11601mm2 基础底短向实际配筋：AS2=13790mm2≥A2=11601mm2 满足要求！ (3)、顶面长向配筋面积 基础顶长向实际配筋：AS3=13790mm2≥0.5AS1=0.513790=6895mm2 满足要求！ (4)、顶面短向配筋面积 基础顶短向实际配筋：AS4=13790mm2≥0.5AS2=0.513790=6895mm2 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Φ10@500。 五、配筋示意图 矩形板式基础配筋图