塔吊板式基础.docx
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塔吊板式基础.docx
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塔吊板式基础
矩形板式基础计算书
一、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
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
二、参数信息
1)基本参数
基本参数
塔机型号
QZ80
塔身桁架结构
方钢管
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
塔身桁架结构宽度B(m)
1.6
荷载确定方式
按规范分步计算
承台长l(m)
5.3
承台宽b(m)
5.3
承台高度h(m)
1.25
承台混凝土强度等级
C25
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
承台混凝土自重γc(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)
19
计算依据
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
地基参数
修正后的地基承载力特征值fak(kPa)
193
地基承载力特征值fak(kPa)
/
承台宽度的地基承载力修正系数ηb
/
基础埋深的地基承载力修正系数ηd
/
基础底面以下的土的重度γ(kN/m3)
/
基础底面以上土的加权平均重度γm(kN/m3)
/
基础埋置深度d(m)
/
2)承台参数:
承台底部长向配筋直径d1
22
承台底部长向配筋间距a1
160
承台底部长向配筋等级
HRB335
承台底部短向配筋直径d2
22
承台底部短向配筋间距a2
160
承台底部短向配筋等级
HRB335
承台顶部长向配筋直径d3
22
承台顶部长向配筋间距b1
160
承台顶部长向配筋等级
HRB335
承台顶部短向配筋直径d4
22
承台顶部短向配筋间距b2
160
承台顶部短向配筋等级
HRB335
(图1)塔吊荷载示意图
(图2)塔吊基础布置图
(图3)承台配筋图
三、基础验算
1荷载计算
基础及其上土的自重荷载标准值:
Gk=blhγc=5.3×5.3×1.25×25=877.812kN
基础及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2Gk=1.2×877.812=1053.375kN
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)
=37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×14.1×43/1.2)=535.202kN·m
Fvk''=Fvk/1.2=14.1/1.2=11.75kN
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)+1.4×0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)
=1.2×(37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8)+0.9×(690+0.5×14.1×43/1.2)=472.57kN·m
Fv''=Fv'/1.2=76.68/1.2=63.9Kn
基础长宽比:
l/b=5.3/5.3=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=5.3×5.32/6=24.813m3
Wy=bl2/6=5.32×5.3/6=24.813m3
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=1026.9×5.3/(5.32+5.32)0.5=726.128kN·m
Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=1026.9×5.3/(5.32+5.32)0.5=726.128kN·m
2、偏心距验算
(1)、偏心位置
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=(357+36.2+877.812)/(5.3×5.3)-726.128/24.813-726.128/24.813=-13.281<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
(2)、偏心距验算
偏心距:
e=(Mk+FVkh)/(Fk1+Gk)=(1026.9+14.1×1.25)/(357+36.2+877.812)=0.822m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离:
a=(b2+l2)0.5/2-e=(5.32+5.32)0.5/2-0.822=2.926m
偏心距在x方向投影长度:
eb=eb/(b2+l2)0.5=0.822×5.3/(5.32+5.32)0.5=0.581m
偏心距在y方向投影长度:
el=el/(b2+l2)0.5=0.822×5.3/(5.32+5.32)0.5=0.581m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离:
b'=b/2-eb=5.3/2-0.581=2.069m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离:
l'=l/2-el=5.3/2-0.581=2.069m
b'l'=2.069×2.069=4.28m2≥0.125bl=0.125×5.3×5.3=3.511m2
满足要求
3、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时,基础底面边缘最大压力值
Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(357+36.2+877.812)/(3×2.069×2.069)=98.981kPa
4、基础轴心荷载作用应力
Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(357+36.2+877.812)/(5.3×5.3)=45.248kN/m2
5、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
fa=fak=193kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
Pk=45.248kPa≤fa=193kPa
满足要求
(3)、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=98.981kPa≤1.2fa=1.2×193=231.6kPa
满足要求
6、基础抗剪验算
基础有效高度:
h0=h-δ=1.25-50/1000=1.2m
X轴方向净反力:
Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)-(535.202+11.75×1.25)/24.813)=-11.021kN/m2
Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)+(535.202+11.75×1.25)/24.813)=48.815kN/m2
假设Pxmin=0,偏心安全,得
P1x=Pxmax-((b-B)/2)(Pxmax-Pxmin)/b=48.815-((5.3-1.6)/2)×(48.815-(-11.021))/5.3=27.929kN/m2
Y轴方向净反力:
Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)-(535.202+11.75×1.25)/24.813)=-11.021kN/m2
Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)+(535.202+11.75×1.25)/24.813)=48.815kN/m2
假设Pymin=0,偏心安全,得
P1y=Pymax-((L-B)/2)(Pymax-Pymin)/l=48.815-((5.3-1.6)/2)×(48.815-(-11.021))/5.3=27.929kN/m2
基底平均压力设计值:
Px=(Pxmax+P1x)/2=(48.815+27.929)/2=38.372kN/m2
基底平均压力设计值:
Py=(Pymax+P1y)/2=(48.815+27.929)/2=38.372kN/m2
基础所受剪力:
Vx=Px(b-B)l/2=38.372×(5.3-1.6)×5.3/2=376.238kN
基础所受剪力:
Vy=Py(l-B)b/2=38.372×(5.3-1.6)×5.3/2=376.238kN
X轴方向抗剪:
h0/l=1.2/5.3=0.226≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×11.9×5.3×1000×1.2×1000/1000=18921kN≥Vx=376.238Kn
ΒϊΧγΗσ
Y轴方向抗剪:
h0/b=1.2/5.3=0.226≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×11.9×5.3×1000×1.2×1000/1000=18921kN≥Vy=376.238kN
ΒϊΧγΗσ
7、软弱下卧层验算
基础底面处土的自重压力值:
pc=dγm=1.5×19=28.5kPa
下卧层顶面处附加压力值:
pz=lb(pk-pc)/((b+2ztanθ)(l+2ztanθ))
=5.3×5.3×(45.248-28.5)/((5.3+2×5×2.237)×(5.3+2×5×2.237))=0.614kPa
软弱下卧层顶面处土的自重压力值:
pcz=zγ=5×19=95kPa
软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值
faz=325kPa
作用在软弱下卧层顶面处总压:
pz+pcz=0.614+95=95.614kPa≤faz=325kPa
满足要求
四、基础配筋验算
1、基础弯距计算
基础X向弯矩:
MⅠ=(b-B)2pxl/8=((5.3-1.6)2)×38.372×5.3/8=348.02kN·m
基础Y向弯矩:
MⅡ=(l-B)2pyb/8=((5.3-1.6)2)×38.372×5.3/8=348.02kN·m
2、基础配筋计算
(1)、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=348.02×106/(1×11.9×5.3×1000×(1.2×1000)2)=0.004
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-((1-2×0.004)0.5)=0.004
γS1=1-ζ1/2=1-(0.004/2)=0.998
AS1=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=348.02×106/(0.998×1.2×1000×300)=968.582mm2
基础底需要配筋:
A1=max(AS1,ρbh0)=max(968.582,0.0015×5.3×1000×1.2×1000=9540)=max(968.582,9540)=9540mm2
a1为钢筋间距
As1'=(πd12/4)(b/a1+1)=(3.1415×222/4)×(5.3×1000/160+1)=12971.646
基础底长向实际配筋:
As1'=12971.646mm2≥A1=9540mm2
满足要求
(2)、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=348.02×106/(1×11.9×5.3×1000×(1.2×1000)2)=0.004
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.004)0.5=0.004
γS2=1-ζ2/2=1-0.004/2=0.998
AS2=|MⅠ|/(γS2h0fy2)=348.02×106/(0.998×1.2×1000×300)=968.582mm2
基础底需要配筋:
A2=max(AS2,ρlh0)=max(968.582,0.0015×5.3×1000×1.2×1000=9540)=max(968.582,9540)=9540mm2
a2为钢筋间距
As2'=(πd22/4)(l/a2+1)=(3.1415×222/4)×(5.3×1000/160+1)=12971.646
基础底短向实际配筋:
AS2'=12971.646mm2≥A2=9540mm2
满足要求
(3)、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋:
AS3'=(3.1415×222/4)×(5.3×1000/160+1)=12971.646mm2≥0.5AS1'=12971.646×0.5=6485.823mm2
满足要求
(4)、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋:
AS4'=(3.1415×222/4)×(5.3×1000/160+1)=12971.646mm2≥0.5AS2'=12971.646×0.5=6485.823mm2
满足要求
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