格构柱塔吊基础施工方案

1、精品文档杭政储由【2009】108号地块商业金融兼教育科研用房东侧塔吊基础施工补充方案编制:审核:审批:浙江广诚建设有限公司0一二年七月第一章编制依据塔基专项施工方案编写依据7.20下午专家论证意见地质勘察报告钢结构设计规范GB50017-2003杭州新天地综合体E地块岩土工程勘察报告杭建监总（2012）13号文件“塔式起重机安全规程”GB5144-2006“塔式起重机技术条件”GB/T5031-2008“建筑机械使用安全技术规程”JGJ33-2001“施工现场临时用电安全技术规范”JGJ46-2005“建筑桩基技术规范”JGJ94-2008“固定式塔式起重机基础技术规程”DB33/T1053

2、-2008“建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安装技术规程”JGJ196-2010“钢结构工程施工质量验收规范”GB50205-2001“钢筋焊接验收规程”JGJ18-2003“塔式起重机砼基础工程技术规程”JGJ/T187-2009“建筑施工安全检查标准”JGJ59-2011）塔吊使用说明书“关于加强建筑起重机械租赁、安装拆卸和使用安全管理的若干意见”杭建监总201033号精品文档第二章计算书基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QT80A塔吊自重Gt: 449kN;最大起重荷载Q: 60kN;塔吊起升高度H: 40ml塔身宽度B： 1.6m ;2、格构柱基本参数格构柱计算长度lo : 18.6

3、m；格构柱缀件节间长度ai： 0.5m；格构柱基础缀件节间长度a2： 1.5m；格构柱截面宽度b1: 0.48m；3、基础参数桩中心距a： 1.5m；桩入土深度l : 10.6m；桩混凝土等级：C35;桩钢筋直径：20mm标准节长度b： 3口塔吊地脚螺栓性能等级：高强10.9级;塔吊地脚螺栓的直径d: 36mm塔吊地脚螺栓数目n： 16个；格构柱缀件类型：缀板；格构柱分肢材料类型：L140X12;格构柱钢板缀件参数：宽400mm厚12mm格构柱基础缀彳材料类型：L140X12;桩直径d: 0.8m；桩型与工艺：泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩；桩钢筋型号：HRB335东侧塔吊入土桩长（后效桩长）孔位持

4、力层构造承台21.1m(10.6m)ZK116-2强风化4m*4m*0.4m,C25昆凝土，配筋双层双向18300(HRB335)主肢规格支撑构件格构柱顶标图桩顶标图L140*12L140*12-9.7m-10.9m经计算，塔吊基础承载力符合要求钢平台宽度：1.98m；钢平台的螺栓直径：36mm；钢平台的螺栓性能等级：高强4、塔吊计算状态参数钢平台厚度：0.04m；钢平台的螺栓数目： 16个；10.9级；地面粗糙类别：C类有密集建筑群的城市郊区；风荷载高度变化系数：1.13;主弦杆材料：角钢 / 方钢；非工作状态：所处城市：浙江杭州市，额定起重力矩Me 0kN m工作状态：所处城市：浙江杭州市

5、，额定起重力矩Me 630kN m非工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算作用在基础上的垂直力：2、塔吊倾覆力矩主弦杆宽度c ： 250mm；基本风压 30： 0.45 kN/m2;塔吊倾覆力矩M 1668kNm基本风压 wo： 0.45 kN/m 2,塔吊倾覆力矩M 1039kNm；N=Gt=449.00=449.00kN；最大弯矩值Mkmax=1668.00kN-m作用于承台顶面的作用力：Fk=449.00kN；Mkmax=l668.00kN-rnVk=71.00kN；图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mma最不利方向进行验算。(1)、桩顶竖向力的计算2Nk=(

6、Fk+Gk)/n±Mckxi/2j式中：n单桩个数，n=4;Fk作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；Gk桩基承台的自重标准值；Mxk承台底面的弯矩标准值；xi单桩相对承台中心轴的X；方向距离；Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=Fk/4+(MkmaxXaX2-0.5)/(2X(aX2-0.5)2)=449.00/4+(1668.00义1.50X2-0.5)/(2X(1.50X2-0.5)2)=898.55kN;最小压力：Nkmin=F/4-(MkmaxXaX2-0.5)/(2X(aX2-0.5)2)=449.00/4-(1668.00义1.5

7、0X2-0.5)/(2X(1.50X2-0.5)2)=-674.05kN;需要验算桩基础抗拔力。(2)、桩顶剪力的计算V0=1.2Vk/4=1.2X71.00/4=21.30kN;二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Mb=nv兀2fvb/4=1a1436.002M10/4=315.54kN;M=1.2Wn=1.2X71.00/16=5.32kN<315.54kN;螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算n1XN=Nmin其中：n1一塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4；Nt每一颗螺栓所受的力；Nb=兀e2ftb/4=3.1432.252X500/4=408.36

8、kN;N=1.2Nkmin/n1=1.2X674.05/4.00=202.22kN<408.36kN;螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2<1其中：Nv、Nt一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；Nvb、Ntb、Ncb一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(5.32/315.54)2+(202.22/408.36)2)0.5=0.50；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。三、承台验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nv=Vk/n=71.00/16=4

9、.44kN；N/b=m兀2fvb/4=1a1436.002M10/(41O00)=315.54kN;螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算n1XN=Nmin其中：ni塔吊每一个角上螺栓的数量，即：ni=n/4；Nt每一颗螺栓所受的力；Nt=Nmin/n1=674.05/4.00=168.51kN；Nb=7de2ftb/4=3.1432.252X500/(41O00)=408.36kN;螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2<1其中：Nv、Nt一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；Nvb、Ntb、Ncb一个普通螺栓的受剪、受拉和承

10、压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(4.44/315.54)2+(168.51/408.36)2)0.5=0.41；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L140x12A=32.51cm2i=4.31cmI=603.68cm4z0=3.90cm每个格构柱由4根角钢L140x12组成，格构柱力学参数如下：Ix1=I+AX(b1/2Z0)2X4=603.68+32.51X(48.00/2-3.90)2X4=54952.18cm4；Ani=AX4=32.51X4=130.04cn?;W1=Ix1/(b1/2-z0)=

11、54952.18/(48.00/2-3.90)=2733.94cm3；ix1=(Ix1/An1)0.5=(54952.18/130.04)0.5=20.56cm；2、格构柱平面内整体强度1.2Nmax/Ani=1078.26X103/(130.04X102)=82.92N/mm2<f=300N/mn2；格构柱平面内整体强度满足要求。3、格构柱整体稳定性验算L0x1=a2=1.50m；淑1=L0x1M02/ix1=1.50X02/20.56=7.30;单肢缀板节间长度：a1=0.50m；/1=L1/iv=50.00/2.77=18.05;%x1=(如2+%2)0.5=(7.302+18.0

12、52)0.5=19.47;查表：6=0.95;1.2Nmax/(CA)=1078.26103/(0.95130.04102)=86.96N/mm2vf=300N/mm2;格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算?max=?0x1=19.47<入=15辆足；单肢计算长度：l01=a1=50.00cm；单肢回转半径：i1=4.31cm；单肢长细比：/1=lo1/i1=50/4.31=11.6<0.7max=0.5)50=25;因截面无削弱，不必验算截面强度。分肢稳定满足要求。五、整体格构柱基础验算1、格构柱基础力学参数单肢格构柱力学参数：Ix1=54952.18cm4An1=130.04

13、cm2W1=2733.94cm3ix1=20.56cm格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数：Ix2=Ixi+AniX(b2X102/2-b1X102/2)2X4=54952.18+130.04X(1.50X102/2-0.48X102/2)2X4=1572744.88cmf;An2=An1X4=130.04X4=520.16cm2;W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1572744.88/(1.50乂102/2-0.48乂102/2)=30838.13cm3;ix2=(Ix2/An2)0.5=(1572744.88/520.16)0.5=54.99cm；2、格构柱基础平面

14、内整体强度1.2N/An+1.4MX/(¥>W)=538.80M03/(520.16102)+2335.20W6/(1.030838.13103)=86.08N/mm2<f=300N/mm2；格构式基础平面内稳定满足要求。3、格构柱基础整体稳定性验算L0x2=lo=18.60m；2x2=L0x2/ix2=18.60102/54.99=33.83;An2=520.16cm2；Ady2=2X32.51=65.02cm2;?0x2=(2x22+40>An2/Ady2)0.5=(33.832+40>520.16/65.02)0.5=38.26;查表：8=0.91;Ne

15、x'=,EAn2/1.10x22NEX=65661.20N；1.2N/(M)+1.4例xMx/(Wlx(1-1.2冰N/Nex)<f1.2N/(8A)+1.4例xMx/(Wlx(1-1.2(|xN/NEx)=-0.34N/mm2wf=300N/mm；格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算?max=?0x2=38.26<入=15辆足；单肢计算长度：l02=a2=150.00cm；单肢回转半径：ix1=20.56cm；单肢长细比：/1=l02/ix1=150/20.56=7.3<0.7max=0.7居8.26=26.79因截面无削弱，不必验算截面强度。刚度满足要求。六

16、、桩竖向极限承载力验算单桩竖向承载力标准值按下面的公式计算：Quk=Qk+Qk=uZZqsikli+qpkApu桩身白周长，u=2.513m；Ap桩端面积,Ap=0.503m2;各土层厚度及阻力标准值如下表:土层土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)土名称5-22.2915.00300.00粘性土5-37.5025.001000.00粘性土6-20.8140.002000.00强风化凝灰岩由于桩的入土深度为21.1m,所以桩端是在6-2层土层。因桩距小于3倍桩径，桩侧摩阻力乘以折减系数0.7。单桩竖向承载力特征值:Quk=2.513X254.25X0.7+2000X0.5

17、03=1453.25kN;M=898.553kN01.2R=1.2乂1453.25=1743.9kN;桩基竖向承载力满足要求！七、抗拔桩基承载力验算群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tuk=2iqsikuili=1092.4kN；其中：Tuk桩基抗拔极限承载力标准值；ui破坏表面周长，取u=ttd=2.51mqsik-桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；入抗拔系数，砂土取0.500.70,粘性土、粉土取0.700.80,桩长l与桩径d之比小于20时，破小值；li第i层土层的厚度。群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tgk=(ulSiqsikli)/4=935.64k

18、N;ul桩群外围周长，ul=4X(1.5+0.8)=9.2m；经过计算得到：TUk=2i；qsikuili=1092.40kN;桩基抗拔承载力公式：Nk&Tgk/2+GgpNk&Tuk/2+Gp其中Nk-桩基上抗拔力设计值，Nk=674.05kN；Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=280.37kN；Gp-基桩自重设计值，Gp=133.20kN；Tgk/2+Ggp=935.64/2+280.37=748.19kN>674.053kN；Tuk/2+Gp=1092.4/2+133.204=679.403kN>674.053kN；桩抗拔满足要求

19、。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算按照构造要求配筋。As=tt2/4&65%=3.148002/4W65%=3267mm22、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算经过计算得到桩抗拔满足要求，只需构造配筋！配筋值：HRB33纲筋，1120。实际配筋值3456.2mm2。工作状态下荷载计算一、塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算作用在基础上的垂直力：N=Gt+Q=449.00+60.00=509.00kN；2、塔吊倾覆力矩总的最大弯矩值Mmax=1039.00kN-m；3、每根格构柱的受力计算作用于承台顶面的作用力：Fk=509.00kN；M

20、kmax=1039.00kN-niVk=31.00kN；图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mma最不利方向进行验算。(1)、桩顶竖向力的计算Nk=(F+G)/n±Myi/By2;式中：n单桩个数，n=4;F作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；G桩基承台的自重标准值；My承台底面的弯矩标准值；yj单桩相对承台中心轴的Y方向距离；Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=Fk/4+(MkmaxXaX2-0.5)/(2X(aX2-0.5)2)=509.00/4+(1039.00乂1.50X2-0.5)/(2X(1.50X2-0.5)2)=6

21、17.04kN;最小压力：Nkmin=F/4-(MkmaxXaX2-0.5)/(2X(aX2-0.5)2)=509.00/4-(1039.00乂1.50X2-0.5)/(2X(1.50X2-0.5)2)=-362.54kN;需要验算桩基础抗拔力。(2)、桩顶剪力的计算V0=1.2V/4=1.2X31.00/4=9.30kN;二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Mb=nv兀2fvb/4=1a1436.002M10/4=315.54kN;N=1.2Vk/n=1.2X31.00/16=2.32kN<315.54kN;螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算n1XN=Nm

22、in其中：n1一塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4；Nt每一颗螺栓所受的力；Ntb=兀e2ftb/4=3.1432.252X500/4=408.36kN;N=1.2Nkmin/n1=1.2X362.54/4.00=108.76kN<408.36kN;螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2<1其中：Nv、Nt一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；Nvb、Ntb、Ncb一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(2.32/315.54)2+(108.76/408.36)2

23、)0.5=0.27；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。三、承台验算1、螺栓抗剪验算每个螺栓所受剪力：Nv=Vk/n=31.00/16=1.94kN；Mb=nv兀2fvb/4=1a1436.002M10/(41O00)=315.54kN;螺栓抗剪强度满足要求。2、螺栓抗拉验算n1XN=Nmin其中：n1塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4；Nt每一颗螺栓所受的力；Nt=Nmin/n1=362.54/4.00=90.63kN；Nb=7de2ftb/4=3.1432.252X500/(41O00)=408.36kN;螺栓抗拉强度满足要求。3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算(N

24、v/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2<1其中：Nv、Nt一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；Nvb、Ntb、Ncb一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=(1.94/315.54)2+(90.63/408.36)2)0.5=0.22；螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。四、单肢格构柱截面验算1、格构柱力学参数L140x12A=32.51cm2i=4.31cmI=603.68cm4z0=3.90cm每个格构柱由4根角钢L140x12组成，格构柱力学参数如下：Ixi=I+AX(bi/2Z0)2X4=603.68+32.51

25、X(48.00/2-3.90)2X4=54952.18cm4；Ani=AX4=32.51X4=130.04cn?;Wi=Ixi/(bi/2-Z0)=54952.i8/(48.00/2-3.90)=2733.94cm3；ixi=(Ixi/Ani)0.5=(54952.i8/i30.04)0.5=20.56cm；2、格构柱平面内整体强度NUx/Ani=740.45义103/(130.04x102)=56.94N/mm2<f=300N/mn2;格构柱平面内整体强度满足要求。3、格构柱整体稳定性验算L0x1=a2=1.50n；2x1=L0x1M02/ix1=1.50¥02/20.56=

26、7.30;单肢缀板节间长度：a1=0.50n；/1=L1/iv=50.00/2.77=18.05;%x1=(及12+%2)0.5=(7.302+18.052)0.5=19.47;查表：C)x=0.95;Nwx/(6A)=740.45103/(0.95130.04102)=59.71N/mm2vf=300N/mm2;格构柱整体稳定性满足要求。4、刚度验算Amax=?0x1=19.47<入=15辆足；单肢计算长度：l01=a1=50.00cm；单肢回转半径：i1=4.31cm；单肢长细比：/1=lo1/i1=50/4.31=11.6<0.7max=0.7¥9.47=13.63

27、;因截面无削弱，不必验算截面强度。分肢稳定满足要求。五、整体格构柱基础验算1、格构柱基础力学参数单肢格构柱力学参数：Ix1=54952.18cm4An1=130.04cm2W1=2733.94cm3ix1=20.56cm格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数：Ix2=Ixi+AniX(b2X102/2-b1X102/2)2X4=54952.18+130.04X(1.50X102/2-0.48X102/2)2X4=1572744.88cmf;An2=An1X4=130.04X4=520.16cm2;W2=Ix2/(b2/2-b"2)=1572744.88/(1.50义

28、102/2-0.48X102/2)=30838.13cm3;ix2=(Ix2/An2)0.5=(1572744.88/520.16)0.5=54.99cm；2、格构柱基础平面内整体强度1.2N/An+1.4MX/(yXW)=610.80M03/(520.16102)+1454.60W6/(1.030838.13103)=58.91N/mm2<f=300N/mm2格构式基础平面内稳定满足要求。3、格构柱基础整体稳定性验算L0x2=lo=18.60m；2x2=L0x2/ix2=18.60102/54.99=33.83;An2=520.16cm2；Ady2=2X32.51=65.02cm2;2

29、x2=(2x22+40>An2/Ady2)0.5=(33.832+40>520.16/65.02)0.5=38.26;查表：m=0.91;NEX'="EAn2/1.1；0x22NEX=65661.20N；1.2N/(")+1.4xMx/(Wlx(1-1.2N/Nex)<f1.2N/(|)xA)+1.4曲xMx/(Wlx(1-1.2(|xN/NEx)=6.62N/mm2wf=300N/mn2；格构式基础整体稳定性满足要求。4、刚度验算2max=队2=38.26<入=150满足；单肢计算长度：l02=a2=150.00cm；单肢回转半径：ix1=20.56cm；单肢长细比：/i=l02/ixi=150/20.56=7.3<0.7*50=25因截面无削弱，不必验算截面强度。刚度满足要求。六、桩竖向极限承载力验算单桩竖向承载力标准值按下面的公式计算：Quk=Qk+Qk=uZZqsikli+qpkApu桩身白周长，u=2.513m；Ap桩端面积，Ap=0.503