依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》 (JGJ/T 187-2009)
一.参数信息
塔吊型号:QTZ80(TC5610-6) 起重荷载标准值:Fqk=80.00kN 塔吊计算高度:H=100m 非工作状态下塔身弯矩:M=1552kN.m 钢筋级别:HRB400 承台宽度:Bc=5m 基础埋深:D=0.00m 计算简图:
塔机自重标准值:Fk仁440.02kN 塔吊最大起重力矩:M=800.00kN.m 塔身宽度:B=1.6m 承台混凝土等级:C35 地基承载力特征值:775kPa 承台厚度:h=1m
荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1) 塔机自重标准值 Fk1 =440.02kN
2) 基础以及覆土自重标准值 G=5X 5X 1 X 25=625kN
承台受浮力:Fk =5X 5X 21.80 X 10=5450kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=80kN
2. 风荷载计算
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
2
a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m ) 叫二0一昭坷
2
=0.8 X 1.49 X 1.95 X 1.73 X 0.2=0.80kN/m
9 兔=◎ WJQQ 昭/ ! H
=1.2 X 0.80 X 0.35 X 1.6=0.54kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskX H=0.54X 100=54.05kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
MSk=0.5Fvk X H=0.5X 54.05 X 100=2702.25kN.m
2) 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(本地区Wo=0.30kN/n?)
2
=0.8 X 1.51 X 1.95 X 1.73 X 0.3=1.22kN/m
— cr w皿話H IH
=1.2 X 1.22 X 0.35 X 1.6=0.82kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskX H=0.82X 100=82.16kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
MSk=0.5Fvk X H=0.5X 82.16 X 100=4107.79kN.m
3. 塔机的倾覆力矩
工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值 M=1552+0.9 X (800+2702.25)=4704.03kN.m 非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值 M=1552+4107.79=5659.79kN.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/T 187-2009)第4.1.3条承载力计算 塔机工作状态下:
当轴心荷载作用
时: 肌二处十
x 5)=-172.20kN/m =(440.02+80+-
4825)/(5
当偏心荷载作用时:
肚二(傀艇討哄叫 =(440.02+80+-4825)/(5 X 5)-2 X (4704.03 x 1.414/2)/20.83
2
=-491.47kN/m
由于 P kmin <0所以按下式计算
Pkmax:
-MJ
耳册(尽+E)
工作状态地基承载力满足要求!
12
=2.5--0.78=3.28m
=(440.02+80+- 4825.00)/(3
2
=-133.27kN/m 当 塔机非工作状态下: 轴心荷载作用时: 肌
=(4704.03+54.05 X 1)/(440.02+80+-4825.00)=-1.11m < 0.25b=1.25m
-洽恵X 3.28 X
3.28)
=(血十耳)⑻
2
=(440.02+-X 5)=42.60kN/m 4825)/(5 当偏心荷载作用时: =(440.02+-4825)/(5 X 5)-2 X (5659.79 X 1.414/2)/20.83
=-559.54kN/m
P
由于 kmin <0所以按下式计算Pkmax:
\"(顷+比妙(理十丑)
=(5659.79+82.16 X 1)/(440.02+-4825.00)=-1.31m
非工作状态地基承载力满足要求! fh=i'=bi2-exy/2i2
< 0.25b=1.25m
=2.5--0.93=3.43m
心訥+g)切
=(440.02+-4825.00)/(3
X 3.43 X 3.43)
2
=-124.54kN/m
四. 地基基础承载力验算
修正后的地基承载力特征值为:f a=775.00kPa
轴心荷载作用:由于fa》P<=-172.20kPa,所以满足要求! 偏心荷载作用:由于1.2 X fa> Pkmax=-124.54kPa,所以满足要求!
五. 承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》 GB 50007-2011第8.2条。
1. 抗弯计算,计算公式如下:
= ~ai⑵+巧[也+尸一2丿十圮盛一戸\"
式中a1——截面1-1至基底边缘的距离,取a1=1.70m; a' ——截面1-1在基底的投影长度,取a'=1.60m。 P ---- 截面1-1处的基底反力; 戸 - 3a -
F = P*、x ―苏一
工作状态下:
2
P=-133.27 X (33.28-1.70)/(3 X 3.28)=-110.25kN/m ;
M=1.702
X [(2 X 5+1.6) X (1.35 X -133.27+1.35 X -110.25-2 X 1.35 X -4825.00/5 -133.27-1.35 X -110.25) X 5]/12 =499.93kN.m 非工作状态下:
2
P=-124.54 X (33.43-1.70)/(3 X 3.42578650824281)=-103.94kN/m 2;
M=1.702
X [(2 X 5+1.6) X (1.35 X -124.54+1.35 X -103.94-2 X 1.35 X -4825/5 -124.54-1.35 X -103.94) X 5]/12 =570.82kN.m
2
)+(1.35 X 2
)+(1.35 X 2. 配筋面积计算,公式如下:
依据《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010
M
u、— --- 孑
加1-丿-2丐 分1-处
A = --------
式中a i——系数,当混凝土强度不超过 C5C时,a i取为1.0,当混凝土强度等级为C8C时, a i取为
0.94,期间按线性内插法确定; f c——混凝土抗压强度设计值; h o——承台的计算高度。 经过计算得:
6
3
2
a s=570.82 X 10/(1.00 X 16.70 X 5.00 X 10 X 950 )=0.008
0.5
n =1-(1-2 X 0.008) =0.008 丫 s=1-0.008/2=0.996
As=570.82 X 10/(0.996 X 950X 360.00)=1675.42mm。
. 一 ___________ 2 2
承台底部实际配筋面积为 As0 = 3.14 X 22/4 X Int(5000/150)=12544mm 实际配筋面积大于计算需要配筋面积,满足要求 !
2
6
2
经济考虑,可优化配筋参考方案为:钢筋直径为 6mm钢筋间距为80mm配筋面积为1767mm
六. 地基变形计算
规范规定:当地基主要受力层的承载力特征值 (fak)不小于130kPa或小于130kPaf旦有地区经验, 且黏性土的状态不低于可塑(液性指数IL不大于0.75 )、砂土的密实度不低于稍密时,可不进行 塔机基础的天然地基变形验算,其他塔机基础的天然地基均应进行变形验算。 塔吊计算满足要求!
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