塔吊安裝計算書

塔吊安裝計算書

一、計算依據

1、《塔式起重機混凝土基礎工程技術規程》JGJ/T187-2009

2、《混凝土結構設計規範》GB50010-2010

3、《建築地基基礎設計規範》GB50007-2011

4、《建築結構荷載規範》GB50009

二、參數信息

1）基本參數

2）承臺參數：

（圖1）塔吊荷載示意圖

（圖2）塔吊基礎佈置圖

（圖3） 承臺配筋圖

三、基礎驗算

1．荷載計算

基礎及其上土的自重荷載標準值：

Gk=blhγc=5.3×5.3×1.25×25=877.812kN

基礎及其上土的自重荷載設計值：

G=1.35Gk=1.35×877.812=1185.047kN

荷載效應標準組合時，平行基礎邊長方向受力：

Mk''=1193.9kN·m

Fvk''=Fvk'/1.2=56.8/1.2=47.333kN

荷載效應基本組合時，平行基礎邊長方向受力：

M''=1.35×1193.9=1611.765kN·m

Fv''=Fv'/1.2=76.68/1.2=63.9kN

基礎長寬比：l/b=5.3/5.3=1≤1.1，基礎計算形式為方形基礎。

Wx=lb2/6=5.3×5.32/6=24.813m3

Wy=bl2/6=5.32×5.3/6=24.813m3

相應於荷載效應標準組合時，同時作用於基礎X、Y方向的傾覆力矩：

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、偏心距驗算

(1)、偏心位置

相應於荷載效應標準組合時，基礎邊緣的最小壓力值：

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

偏心荷載合力作用點在核心區外。

(2)、偏心距驗算

偏心距：e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(1026.9+14.1×1.25)/(357+36.2+877.812)=0.822m

合力作用點至基礎底面最大壓力邊緣的距離：

a=(b2+l2)0.5/2-e=(5.32+5.32)0.5/2-0.822=2.926m

偏心距在x方向投影長度：eb=eb/(b2+l2)0.5=0.822×5.3/(5.32+5.32)0.5=0.581m

偏心距在y方向投影長度：el=el/(b2+l2)0.5=0.822×5.3/(5.32+5.32)0.5=0.581m

偏心荷載合力作用點至eb一側x方向基礎邊緣的距離：

b'=b/2-eb=5.3/2-0.581=2.069m

偏心荷載合力作用點至el一側y方向基礎邊緣的距離：

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

滿足要求

3、基礎底面壓力計算

荷載效應標準組合時，基礎底面邊緣最大壓力值

Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(357+36.2+877.812)/(3×2.069×2.069)=98.981kPa

4、基礎軸心荷載作用應力

Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(357+36.2+877.812)/(5.3×5.3)=45.248kN/m2

5、基礎底面壓力驗算

(1)、修正後地基承載力特徵值

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=150+0.3×19×(5.3-3)+1.6×19×(1.5-0.5)=193.51kPa

(2)、軸心作用時地基承載力驗算

Pk=45.248kPa≤fa=193.51kPa

滿足要求

(3)、偏心作用時地基承載力驗算

Pkmax=98.981kPa≤1.2fa=1.2×193.51=232.212kPa

滿足要求

6、基礎抗剪驗算

基礎有效高度：h0=h-δ=1.25-50/1000=1.2m

X軸方向淨反力：

Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)-(1193.9+47.333×1.25)/24.813)=-49.279kN/m2

Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)+(1193.9+47.333×1.25)/24.813)=87.073kN/m2

假設Pxmin=0,偏心安全，得

P1x=Pxmax-((b-B)/2)(Pxmax-Pxmin)/b=87.073-(5.3-1.6)/2×(87.073+49.279)/5.3=39.479kN/m2

Y軸方向淨反力：

Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)-(1193.9+47.333×1.25)/24.813)=-49.279kN/m2

Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×((357+36.2)/(5.3×5.3)+(1193.9+47.333×1.25)/24.813)=87.073kN/m2

假設Pymin=0,偏心安全，得

P1y=Pymax-((L-B)/2)(Pymax-Pymin)/l=87.073-(5.3-1.6)/2×(87.073+49.279)/5.3=39.479kN/m2

基底平均壓力設計值：Px=(Pxmax+P1x)/2=(87.073+39.479)/2=63.276kN/m2

基底平均壓力設計值：Py=(Pymax+P1y)/2=(87.073+39.479)/2=63.276kN/m2

基礎所受剪力：Vx=Px(b-B)l/2=63.276×(5.3-1.6)×5.3/2=620.42kN

基礎所受剪力：Vy=Py(l-B)b/2=63.276×(5.3-1.6)×5.3/2=620.42kN

X軸方向抗剪：

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=620.42Kn

滿足要求

Y軸方向抗剪：

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=620.42kN

滿足要求

7、軟弱下臥層驗算

基礎底面處土的自重壓力值：pc=dγm=1.5×19=28.5kPa

下臥層頂面處附加壓力值：

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

軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值：pcz=zγ=5×19=95kPa

軟弱下臥層頂面處修正後地基承載力特徵值

faz=fazk+ηbγ(b-3)+ηdγm(d+z-0.5)=130+0.3×19×(5.3-3)+1.6×19×(1.5+5-0.5)=325.51

作用在軟弱下臥層頂面處總壓：

pz+pcz=0.614+95=95.614kPa≤faz=325.51kPa

滿足要求

四、基礎配筋驗算

1、基礎彎距計算

基礎X向彎矩：

MⅠ=(b-B)2pxl/8=(5.3-1.6)2×63.276×5.3/8=573.888kN·m

基礎Y向彎矩：

MⅡ=(l-B)2pyb/8=(5.3-1.6)2×63.276×5.3/8=573.888kN·m

2、基礎配筋計算

(1)、底面長向配筋面積

αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=573.888×106/(1×11.9×5.3×1000×(1.2×1000)2)=0.006

ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.006)0.5=0.006

γS1=1-ζ1/2=1-0.006/2=0.997

AS1=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=573.888×106/(0.997×1.2×1000×300)=1599.202mm2

基礎底需要配筋：

A1=max(AS1，ρbh0)=max(1599.202，0.0015×5.3×1000×1.2×1000=9540)=max(1599.202,9540)=9540mm2

a1為鋼筋間距

As1'=(πd12/4)(b/a1+1)=3.1415×222/4×(5.3×1000/160+1)=12971.646

基礎底長向實際配筋：As1'=12971.646mm2≥A1=9540mm2

滿足要求

(2)、底面短向配筋面積

αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=573.888×106/(1×11.9×5.3×1000×(1.2×1000)2)=0.006

ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.006)0.5=0.006

γS2=1-ζ2/2=1-0.006/2=0.997

AS2=|MⅠ|/(γS2h0fy2)=573.888×106/(0.997×1.2×1000×300)=1599.202mm2

基礎底需要配筋：

A2=max(AS2，ρlh0)=max(1599.202，0.0015×5.3×1000×1.2×1000=9540)=max(1599.202,9540)=9540mm2

a2為鋼筋間距

As2'=(πd22/4)(l/a2+1)=3.1415×222/4×(5.3×1000/160+1)=12971.646

基礎底短向實際配筋：AS2'=12971.646mm2≥A2=9540mm2

滿足要求

(3)、頂面長向配筋面積

基礎頂長向實際配筋：

AS3'=3.1415×222/4×(5.3×1000/160+1)=12971.646mm2≥0.5AS1'=12971.646×0.5=6485.823mm2

滿足要求

(4)、頂面短向配筋面積

基礎頂短向實際配筋：

AS4'=3.1415×222/4×(5.3×1000/160+1)=12971.646mm2≥0.5AS2'=12971.646×0.5=6485.823mm2

滿足要求