塔吊十字梁板式基础专项施工方案含计算书

???????十字梁板式基础计算书工程信息：工程名称：未命名工程；方案编制人：张工；编制日期：2019-11-28。施工单位：建科研施工；建设地点：和平西桥；地上层数：13；地下层数：3层；建筑高度：40米；建筑面积：10000m2；建设单位：建科研建设公司；设计单位：建科研设计院；监理单位：建科研监理公司；勘查单位：建科研勘察院；总工期：360天；结构类型：框架；计算依据：依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-2017）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）编制。一、参数信息1)塔吊基本参数塔吊型号:QTZ63，塔吊最大起吊高度H0=40m，塔身宽度B=1.6m；2)塔机自重参数塔身自重G0=251kN，起重臂自重G1=37.4kN，小车和吊钩自重G2=3.8kN，平衡臂自重G3=19.8kN，平衡块自重G4=89.4kN，最大起重荷载Qmax=60kN，最小起重荷载Qmax=10kN；3)塔机尺寸参数起重臂重心到塔身中心的距离RG1=22m，小车和吊钩重心到塔身中心的距离RG2=11.5m，平衡臂重心到塔身中心的距离RG3=6.3m，平衡块重心到塔身中心的距离RG4=11.8m，最大起重荷载到塔身中心的距离RQmax=11.5m，最小起重荷载到塔身中心的距离RQmin=50m；4)塔吊承台参数承台长度b=8m，承台宽度l=1.1m，承台高度h=2m，十字梁腋宽度a=1m，承台混凝土强度等级：C35，承台混凝土自重=25kN/m3，承台上部覆土厚度d=1.5m，承台上部覆土重度=17kN/m3；5)塔吊基础参数地基承载力特征值fa=150kN/m2，基础宽度地基承载力修正系数ηb=0.3，基础埋深地基承载力修正系数ηd=1.6，基础埋深地基承载力修正系数γ=25kN/m3，基础底面以上的土的加权平均重度γm=25kN/m3，承台埋置深度D=1.5m，修正后的地基承载力特征值fa=227.5kN/m2；6)风荷载参数塔身桁架杆件类型为：型钢或方钢管，地面粗糙度类型为：B类城市郊区，塔机计算高度h=43m，塔身前后片桁架平均充实率α0=0.35，塔身风向系数α=1.2，基本风压W0=0.45kN/m2(工程所在地：北京，取50年一遇)，风荷载高度变化系数μz=1.32，风荷载体型系数μs=1.95，风荷载风振系数βz=1.65；7)十字梁基础配筋参数基础配筋：使用HPB235钢筋计算简图：二、荷载计算1、自重荷载及起重荷载1)塔机自重标准值Fk1=251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.4kN；2)基础自重标准值基础底面积：A=2×8×1.1-1.1×1.1+2×1×1=18.39m2Gk=18.39×(2×25+1.5×17)=1388.44kN；3)起重荷载标准值Fqk=60kN；2、风荷载计算计算公式如下：1)工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a.塔机所受风均布线荷载标准值工作状态下ω0=0.2kN/m2μz=1.32μs=1.95βz=1.59α0=0.35α=1.2计算结果：ωk=0.65kN/m2qsk=0.44kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=18.92kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=406.78kN·m2)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a.塔机所受风均布线荷载标准值非工作状态下ω0=0.45kN/m2(北京，取50年一遇)μz=1.32μs=1.95βz=1.65α0=0.35α=1.2计算结果：ωk=1.53kN/m2q＇sk=1.03kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值F＇vk=q＇sk×H=44.29kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值M＇sk=0.5F＇vk×H=952.24kN·m3、塔机的倾覆力矩塔机自身产生的倾覆力矩，向前(起重臂方向)为正，向后为负。1)大臂自重产生的向前力矩标准值M1=37.4×22=822.8kN·m2)最大起重荷载产生的最大向前起重力矩标准值(Qmax比Qmin产生的力矩大)M2=60×11.5=690kN·m3)小车位于上述位置时的向前力矩标准值M3=3.8×11.5=43.7kN·m4)平衡臂产生的向后力矩标准值M4=-19.8×6.3=-124.74kN·m5)平衡重产生的向后力矩标准值M5=-89.4×11.8=-1054.92kN·m计算结果：工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk=M1+M3+M4+M5+0.9(M2+Msk)=673.94kN·m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值M＇k=M1+M4+M5+M＇sk=595.38kN·m三、地基承载力计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)第4.1.2条承载力计算基础梁的计算简图如下：（图中b=8000mm，b1=1.414×B=2260mm，b2=(b-b1)/2=2870mm)基础底面积：A=2×8×1.1-1.1×1.1+2×1×1=18.39m2基础中任一条基基础底面积：A＇=8×1.1+1×1.1+2×1×1=11.9m21)工作状态下Fk=Fk1+Fqk=461.4kN当轴心荷载作用时：Pk=(461.4+1388.44)/18.39=100.59kN/m2当偏心荷载作用时：F＇k=(461.4+1388.44)×11.9/18.39=1197.01kNe=(673.94+18.92×2)/1197.01=0.59me<=b/4=8/4=2m，满足要求。偏心距e≤b/6时，按小偏心计算：W=(82×1.1)/6=11.73m3Pkmax=1197.01/(8×1.1)+(673.94+18.92×2)/11.73=196.7kN/m2Pkmin=1197.01/(8×1.1)-(673.94+18.92×2)/11.73=75.34kN/m2由于条形基础底荷载为梯形荷载，所以按下式计算：Pk1=75.34+(8-2.87)×(196.7-75.34)/8=153.16kN·m2)非工作状态下Fk=Fk1=401.4kN当轴心荷载作用时：Pk=(401.4+1388.44)/18.39=97.33kN/m2当偏心荷载作用时：F＇k=(401.4+1388.44)×11.9/18.39=1158.19kNe=(673.94+18.92×2)/1158.19=0.61me<=b/4=8/4=2m，满足要求。偏心距e≤b/6时，按小偏心计算：W=(82×1.1)/6=11.73m3Pkmax=1158.19/(8×1.1)+(673.94+18.92×2)/11.73=192.29kN/m2Pkmin=1158.19/(8×1.1)-(673.94+18.92×2)/11.73=70.93kN/m2由于条形基础底荷载为梯形荷载，所以按下式计算：Pk1=70.93+(8-2.87)×(192.29-70.93)/8=148.75kN·m四、基础配筋计算计算简图：比较上述两种工况的计算，取最不利的基础截面弯矩：Pk1=153.16kN·m1.基础弯矩计算:基础自重在基础底面产生的压力标准值Pkg=Gk/A=1388.44/18.39=75.5kN/m2基底均布荷载设计值q1=1.35×[(196.7+153.16)/2-75.5]×1.1=147.65kN/m最危险截面处弯矩设计值M1=q1×b22/2=147.65×2.872/2=608.09kN·m2.纵向钢筋面积计算依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）式中1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定，承台使用C35混凝土，故1=1；fc──混凝土抗压强度设计值，承台使用C35混凝土，取16700kN/m2；h0──承台的计算高度，取2-0.05=1.95m；fy──钢筋强度设计值，使用HPB235钢筋，取210000kN/m2；经过计算得：s=608.09/(1×16700×8×1.952)=0.001=1-(1-2×0.001)0.5=0.001s=1-0.001/2=1As=608.09/(1×1.95×210000)×1000000=1484.957mm2；五、基础抗剪验算最大剪力设计值：Vmax=q1×b2=147.65×2.87=423.76kN依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的第7.5.1条。斜截面受剪承载力满足下面公式：式中βc──混凝土强度影响系数，当混凝土强度不超过C50时，βc取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，βc取为0.80,期间按线性内插法确定，承台使用C35混凝土，故βc=1；fc──混凝土抗压强度设计值，承台使用C35混凝土，取16700kN/m2；h0──承台的计