1、.塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算方案設(shè)計(jì)依據(jù)建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范JGJ8494混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500402002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500072002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DB33/10012003建筑機(jī)械使用安全規(guī)程JGJ332001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB500092002本工程巖石工程勘察報(bào)告施工圖紙簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)塔吊使用說(shuō)明書塔吊選型本工程為框剪結(jié)構(gòu),地下一層,總建筑面積246389m2、本標(biāo)段72500m2。地上1832層,地下室區(qū)地面結(jié)構(gòu)標(biāo)高為-5.6m,地下室區(qū)頂板結(jié)構(gòu)標(biāo)高為-1.20m,板厚500mm,5#-6#樓建筑物高度最大為98.6m,5#-6#樓構(gòu)架頂標(biāo)高105.3m,7#-9#

2、樓建筑物高度最大為55.3m,7#-9#樓構(gòu)架頂標(biāo)高62m。根據(jù)本工程特點(diǎn)、布局,擬選用4臺(tái)XX凱達(dá)電梯制造有限公司制造的QTZ63型液壓自升塔式起重機(jī)簡(jiǎn)稱塔吊,其相關(guān)技術(shù)參數(shù)適用于本工程垂直運(yùn)輸需要。塔吊位置的確定為最大限度的滿足施工需要,擬將塔吊位置作如下確定：塔吊基礎(chǔ)：5#塔吊設(shè)置在5#樓EF軸/2425軸,7#塔吊設(shè)置在7#樓EF軸/86軸,8#塔吊設(shè)置在8#樓Q軸/89軸,9#塔吊設(shè)置在9#樓B1軸/13軸,具體詳見(jiàn)塔吊平面布置圖。塔吊基礎(chǔ)的確定地質(zhì)參數(shù)以本工程巖石工程勘察報(bào)告中有關(guān)資料為計(jì)算依據(jù)以Z50孔為依據(jù),其主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)土層設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)表。土層序號(hào)土層名稱土層層厚m單樁樁側(cè)

3、阻力特征值qsia單樁樁端阻力特征值qpa2-1粉質(zhì)粘土12182-2粘質(zhì)粉土46153-1淤泥質(zhì)粘土55873-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土10284-1粉土夾粉砂97134-2粉砂41235-1粉質(zhì)粘土41155-2粉質(zhì)粘土夾粉土32166-1礫砂15266-2圓礫44402500塔吊基礎(chǔ)受力情況說(shuō)明書提供荷載工況基礎(chǔ)荷載PkNMFFhMMZ工作狀態(tài)511218313352693非工作狀態(tài)464173915520所定的塔吊位根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)條件、地質(zhì)條件以及塔吊各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)確定：塔吊基礎(chǔ)樁采用機(jī)械鉆孔混凝土灌注樁,樁徑800,樁長(zhǎng)38M有效樁長(zhǎng),樁身混凝土C25,鋼筋籠全長(zhǎng)配筋16A20,A8100/20

4、0螺旋箍,附加箍筋A(yù)142000,樁頂3000內(nèi)A8100,鋼筋伸入承臺(tái)800,樁數(shù)4根。樁頂標(biāo)高為-7.10m,樁位布置及基礎(chǔ)承臺(tái)平面尺寸詳見(jiàn)附圖。采用鋼筋混凝土承臺(tái),尺寸為400040001000mm,內(nèi)配鋼筋雙層雙向A20200,承臺(tái)混凝土強(qiáng)度C30,承臺(tái)頂標(biāo)高-6.15m,基礎(chǔ)下100厚C15混凝土墊層。在塔吊承臺(tái)位置地下室底板預(yù)留洞40004000,四周設(shè)一道止水板,與基礎(chǔ)連接處用100厚泡沫板相隔并做防水處理。塔吊基礎(chǔ)處后澆帶處理方法同地下室后澆帶。塔身穿樓板處,樓板預(yù)留洞四周比塔身外圍大500mm,該處梁板后澆帶處理方法同地下室頂板后澆帶。塔吊基礎(chǔ)施工塔吊基礎(chǔ)混凝土機(jī)械鉆孔樁,將

5、由在現(xiàn)場(chǎng)施工工程樁的施工隊(duì)伍施工,并按其專項(xiàng)施工方案進(jìn)行操作。考慮到今后塔吊安裝方便,施工中有關(guān)預(yù)埋件需同步進(jìn)行埋設(shè),并要確保其位置準(zhǔn)確性。塔吊基坑土方開(kāi)挖時(shí)間隨同本工程地下室,并預(yù)先施工。由于塔吊基礎(chǔ)在地下室頂板以下,故在塔吊基礎(chǔ)施工前,要對(duì)基礎(chǔ)處挖基坑,基坑支護(hù)圍護(hù)做法如下：鑒于現(xiàn)場(chǎng)自然地坪標(biāo)高為-1.6900M,塔吊基坑底標(biāo)高為-6.55M,實(shí)際挖深-4.95M,屬深基坑挖設(shè)。場(chǎng)地土質(zhì)查地質(zhì)勘察報(bào)告為淤泥質(zhì)土層,難以支護(hù),經(jīng)比較,選定上層2M大放坡開(kāi)挖,下層3.4M用鋼板樁支護(hù),此支護(hù)方法為XX市淤泥質(zhì)土比較成熟方法。鋼板樁材料選用國(guó)標(biāo)16#槽鋼,長(zhǎng)度9M,從-4.00M平臺(tái)處打入土中,

6、外露20cm,四邊角加料撐部分用單排槽鋼并排打入,中間3M用正反扣連接方式打入,鋼板樁內(nèi)側(cè)加兩道水平梁支撐,水平梁用雙槽鋼扣成方管焊接而成,接頭處450拼角,四角斜撐與水平梁接觸處除焊接外,另加焊槽鋼,以防水平梁受力時(shí)斜撐焊縫破壞,造成梁突然破壞,水平梁布置兩道,第一道距鋼板樁上口500處布置,第二道距第一道1500布置,保證鋼板受力均勻,不發(fā)生變形。開(kāi)挖時(shí)注意事項(xiàng)：對(duì)作業(yè)人員做好安全、技術(shù)交底、每個(gè)人員分工明確。基坑開(kāi)挖時(shí)由施工人員指揮人、機(jī)作業(yè)、安全員現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)安全工作。劃定作業(yè)范圍、存土、轉(zhuǎn)土地點(diǎn)、挖機(jī)行走路線,作業(yè)半徑內(nèi)嚴(yán)禁人員行走。在土方邊坡頂,鋼板樁頂設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn),開(kāi)挖中與開(kāi)挖后定

7、時(shí)觀測(cè),發(fā)現(xiàn)異常,立即采取措施。基坑設(shè)置專用扶梯,以供人員上下,工人在基坑內(nèi)作業(yè)時(shí),設(shè)專人在上面指揮,以免上面物體落入坑內(nèi),同時(shí)一且發(fā)現(xiàn)支護(hù)異常,立即通知人員撤出。基坑周邊設(shè)立警戒線,圍護(hù)設(shè)置,防止與基坑施工無(wú)關(guān)人員誤傷,同時(shí)保護(hù)基坑內(nèi)作業(yè)人員安全。制定應(yīng)急措施：eq oac挖掘機(jī)隨時(shí)待命,一旦沉降異常難以控制,即用挖機(jī)將支護(hù)周圍土方挖低御載。eq oac準(zhǔn)備工字鋼、松木6M、鋼板樁發(fā)生鼓肚變形時(shí),進(jìn)行水平加固。第一部分：QTZ63C5709型塔吊樁基礎(chǔ)計(jì)算書一參數(shù)信息塔吊型號(hào): QTZ63C5709主要部件重量如下表：序號(hào)名稱重量kg序號(hào)名稱重量1塔頂23009回轉(zhuǎn)總成32002平衡臂總成4

8、50010塔身830602。8=174303司機(jī)室5004起重臂總成62505平衡重117006載重小車2387爬升架33008固定基節(jié)1020自重F1=504389.806651000=496.63kN,最大起重荷載F2=69.80665=58.84kN塔吊傾覆力距M=1552.00kN.m,塔吊起重高度H=58.8m,塔身寬度B=1.60m混凝土強(qiáng)度:C30,鋼筋級(jí)別:級(jí),承臺(tái)長(zhǎng)度Lc或?qū)挾菳c=4.00m樁直徑d=0.80m,樁間距a=2.40m,承臺(tái)厚度Hc=1.00m基礎(chǔ)埋深D=1.00m,承臺(tái)箍筋間距S=200mm,保護(hù)層厚度:50mm二塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)頂面的豎向力與彎矩計(jì)算塔吊自重F

9、1=496.63kN塔吊最大起重荷載F2=58.84kN作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力 F=1.2=665.56Kn塔吊的傾覆力矩 M=1.41552=2172.80kN.m三. 矩形承臺(tái)彎矩及單樁樁頂豎向力的計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：圖中x軸的方向是隨機(jī)變化的,設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)按照傾覆力矩M最不利方向進(jìn)行驗(yàn)算。單樁允許承載力特征值計(jì)算單樁豎向承載力特征值計(jì)算按地基土物理力學(xué)指標(biāo)與承載力參數(shù)計(jì)算AP=r2=0.5024m2Ra=qpaAp+upqsialiqpaAP=0upqsiali=1.885.587.001.02+10.28.001.02+9.713.001.02+4.123.001.02+4.115.00

10、1.02+3.216.001.02+1.526.001.02+4.440.001.02=1282.414KN 即Ra=1282.41KN樁身截面強(qiáng)度計(jì)算cAPfc=0.7其中, cfc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,fc=11.90N/mm2; Ap樁的截面面積,A=5.03105mm2。單樁抗拔力特征值計(jì)算Ra=up6iqsiali+GPK =1282.414+429.552=1711.966KNup6iqsiali=1.88=1282.41KN0.9Gpk=0.90.423825=429.552KN單樁樁頂作用力的計(jì)算和承載力驗(yàn)算軸心豎向力作用下：Qk=/n DB33/10012003=/4=2

11、86.64KN偏心豎向力作用下：按照Mx=Mk=2172.8+73.91.0=2246.7KNm DB33/1001= /42246.71.72/ =354.14476.25=821.39KN水平作用下：H=73.9/4=18.48KN其中 n單樁個(gè)數(shù),n=4； F作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值,F=666.56kN； G樁基承臺(tái)的自重G=1.2=1.2=480.00kN； Mx,My承臺(tái)底面的彎矩設(shè)計(jì)值；取2172.80KN.m; xi,yi單樁相對(duì)承臺(tái)中心軸的XY方向距離a/2=1.70m; Ni單樁樁頂豎向力設(shè)計(jì)值。矩形承臺(tái)彎矩的計(jì)算其中 Mx1,My1計(jì)算截面處XY方向的彎矩設(shè)計(jì)值；

12、xi,yi單樁相對(duì)承臺(tái)中心軸的XY方向距離取a/2B/2=0.90；Ni1扣除承臺(tái)自重的單樁樁頂豎向力設(shè)計(jì)值,Ni1=Ni-G/n=486.17KN/m2;經(jīng)過(guò)計(jì)算得到彎矩設(shè)計(jì)值： Mx1=My1=2486.170.90=875.11KN.m。四、矩形承臺(tái)截面主筋的計(jì)算依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第7.2條受彎構(gòu)件承載力計(jì)算。=1-A式中,1系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過(guò)C50時(shí),1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),1取為0.94,期間按線性內(nèi)插法得1.00；fc混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值查表得16.70N/mm2;h0承臺(tái)的計(jì)算高度Hc-50.00=950.00mm;fy鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,fy=300

13、.00N/mm2;經(jīng)過(guò)計(jì)算得：s=875.11106/1.0016.704000.001000.00=1-0.5=0.013s=1-0.013/2=0.994Asx=Asy=875.00106/=3088.59mm2基礎(chǔ)承臺(tái)配筋為A20200雙向雙層As=3849mm3088.59mm2,滿足要求。五、矩形承臺(tái)截面抗剪切計(jì)算依據(jù)建筑樁技術(shù)規(guī)范的第條和第條。根據(jù)第二步的計(jì)算方案可以得到XY方向樁對(duì)矩形承臺(tái)的最大剪切力,考慮對(duì)稱性,記為V=673.67kN我們考慮承臺(tái)配置箍筋的情況,斜截面受剪承載力滿足下面公式：其中 0建筑樁基重要性系數(shù),取1.0； b0承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度,b0=4000m

14、m； h0承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算高度,h0=1000mm；剪切系數(shù)當(dāng)0.31.4時(shí),=0.12;當(dāng)1.43.0時(shí),=0.12,得 fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,fc=16.70N/mm2；fy鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,fy=300.00N/mm2； S箍筋的間距,S=200mm。則,1.00673.67=6.74105N0.10300.0040001000=7.63106N;經(jīng)過(guò)計(jì)算承臺(tái)已滿足抗剪要求,只需構(gòu)造配箍筋!六、抗傾覆驗(yàn)算根據(jù)上圖所示,可得：傾覆力矩M傾=M+FhH=2172.80+73.9抗傾覆力矩M抗=Fk+Gk0.5+2Rtabi =+21069.87故由上述計(jì)算結(jié)果,得M抗/M傾=1

15、1104.3/2246.7=4.971.6 七、樁配筋計(jì)算根據(jù)DB33/10012003中的9.1.10的要求,本方案設(shè)計(jì)中的樁不屬于抗拔樁及承受水平力為主的樁,所以樁身配筋按最小配筋率計(jì)算。灌注樁樁身按最小配筋率0.65%計(jì)算。As=A=0.65%4002=3267.25mm2所以樁身按最小配筋率配筋,樁身配筋為16A20,Asi=254.516=4072mm2Asi第二部分：塔吊附著計(jì)算塔機(jī)安裝位置至建筑物距離超過(guò)使用說(shuō)明規(guī)定,需要增長(zhǎng)附著桿或附著桿與建筑物連接的兩支座間距改變時(shí),需要進(jìn)行附著的計(jì)算。主要包括附著桿計(jì)算、附著支座計(jì)算和錨固環(huán)計(jì)算。一、支座力計(jì)算塔機(jī)按照說(shuō)明書與建筑物附著時(shí),

16、最上面一道附著裝置的負(fù)荷最大,因此以此道附著桿的負(fù)荷作為設(shè)計(jì)或校核附著桿截面的依據(jù)。附著式塔機(jī)的塔身可以簡(jiǎn)化為一個(gè)帶懸臂的剛性支撐連續(xù)梁,其內(nèi)力及支座反力計(jì)算如下：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算：WK=W0uzusz=0.6001.1701.3500.700=0.633KN/M2;其中W0基本風(fēng)壓KN/m2,按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ9的規(guī)定采用：W0=0.600KN/m2;uz風(fēng)壓高度變化系數(shù),按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ9的規(guī)定采用：uz=1.350;us風(fēng)荷載體型系數(shù)：us=1.170;z高度Z處的風(fēng)振系數(shù),z=0.700;風(fēng)荷載的水平作用力：Q=WKBKS=0.6631.6000.200

17、=0.212KN/m;其中WK風(fēng)荷載水平壓力,WK=0.663KN/m2; B塔吊作用寬度,B=1.600m; KS迎風(fēng)面積折減系數(shù),Ks=0.200;實(shí)際取風(fēng)荷載的水平作用力 q=0.212KN/m;塔吊的最大傾覆力矩：M=882.00KN/m;彎矩圖變形圖剪力圖計(jì)算結(jié)果：NW=77.7189KN二、附著桿內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：計(jì)算單元的平衡方程：FX=0T1COS1+T2COS2-TCOS3=-NWCOSFY=0T1sin1+T2sin2+T3sin3=-NWsinM0=0T1cos1-sin1+T2cos2-sin2+T3-cos3+sin3=MW其中：1=rctgb1/1 2=rctgb1

18、/3=rctgb1/第一種工況的計(jì)算塔機(jī)滿載工作,風(fēng)向垂直于起重重臂,考慮塔身在最上層截面的回轉(zhuǎn)慣性力產(chǎn)生的扭矩合風(fēng)荷載扭矩。將上面的方程組求解,其中從0360循環(huán),分別取正負(fù)兩種情況,求得各附著最大的。塔機(jī)滿載工作,風(fēng)向垂直于起重臂,考慮塔身在最上層截面的回轉(zhuǎn)慣性力產(chǎn)生的扭矩合。桿1的最大軸向壓力為：88.29KN;桿2的最大軸向壓力為：1.47KN;桿3的最大軸向壓力為：75.87KN;桿1的最大軸向拉力為：43.37KN;桿2的最大軸向拉力為：43.62KN;桿3的最大軸向拉力為：85.08KN;第二種工況的計(jì)算：塔機(jī)非工作狀態(tài),風(fēng)向順著著起重臂,不考慮扭矩的影響。將上面的方程組求解,其

19、中=45,135,225,315,MW=0,分別求得各附著最大的軸壓和軸拉力。桿1的最大軸向壓力為：65.83KN;桿2的最大軸向壓力為：15.94KN;桿3的最大軸向壓力為：79.34KN;桿1的最大軸向拉力為：65.83KN;桿2的最大軸向拉力為：15.94KN;桿3的最大軸向拉力為：79.34KN;附著桿強(qiáng)度驗(yàn)算桿件軸心受拉強(qiáng)度難驗(yàn)算驗(yàn)算公式：=N/Anf其中：為桿件的受拉應(yīng)力； N為桿件的最大軸向拉力,取N=85.084KN; An為桿件的截面面積,本工程選取的是鋼管A1596mm； An=/41592-159-262=2883.982mm2。經(jīng)計(jì)算,桿件的最大受拉應(yīng)力=85083.744/2883.98=29.502N/mm2,最大拉應(yīng)力不大于拉桿的允許拉應(yīng)力215N/mm2,滿足要求。桿件軸心受壓強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算公式：=N/Anf其中：為桿件的受拉應(yīng)力；N為桿件的最大軸向拉力,桿1：取N=88.29KN; 桿2：取N=15.942KN;桿3：取N=79.337KN;An為桿件的截面面積,本工程選取的是鋼管A1596mm； An=/41592-159-262=2883.982mm2。I鋼管的慣性矩,I=