格構(gòu)式鋼平臺(tái)基礎(chǔ)Ⅰ計(jì)算書(shū)111111111111111111111

1、格構(gòu)式鋼平臺(tái)基礎(chǔ)計(jì)算書(shū) 計(jì)算依據(jù)： 1、塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程JGJ/T187-2009 2、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 3、建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 4、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011 5、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003 一、塔機(jī)屬性塔機(jī)型號(hào)QTZ63(TC5610)-中聯(lián)重科塔機(jī)獨(dú)立狀態(tài)的最大起吊高度H0(m)40.5塔機(jī)獨(dú)立狀態(tài)的計(jì)算高度H(m)43塔身桁架結(jié)構(gòu)方鋼管塔身桁架結(jié)構(gòu)寬度B(m)1.6 二、塔機(jī)荷載 1、塔機(jī)傳遞至基礎(chǔ)荷載標(biāo)準(zhǔn)值工作狀態(tài)塔機(jī)自重標(biāo)準(zhǔn)值Fk1(kN)464.1起重荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fqk(kN)47.1豎向荷載

2、標(biāo)準(zhǔn)值Fk(kN)511.2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fvk(kN)18.3傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk(kN·m)1335非工作狀態(tài)豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk'(kN)464.1水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fvk'(kN)73.9傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk'(kN·m)1552 2、塔機(jī)傳遞至基礎(chǔ)荷載設(shè)計(jì)值工作狀態(tài)塔機(jī)自重設(shè)計(jì)值F1(kN)1.35Fk11.35×464.1626.535起重荷載設(shè)計(jì)值FQ(kN)1.35Fqk1.35×47.163.585豎向荷載設(shè)計(jì)值F(kN)626.535+63.585690.12水平荷載設(shè)計(jì)值Fv(kN)1.35Fvk1.35×1

3、8.324.705傾覆力矩設(shè)計(jì)值M(kN·m)1.35Mk1.35×13351802.25非工作狀態(tài)豎向荷載設(shè)計(jì)值F'(kN)1.35Fk'1.35×464.1626.535水平荷載設(shè)計(jì)值Fv'(kN)1.35Fvk'1.35×73.999.765傾覆力矩設(shè)計(jì)值M'(kN·m)1.35Mk1.35×15522095.2 三、鋼平臺(tái)計(jì)算鋼平臺(tái)底標(biāo)高(m)1鋼平臺(tái)寬b(m)0.61鋼平臺(tái)板厚t(mm)20塔吊基礎(chǔ)節(jié)加固桿件截面類型槽鋼塔吊基礎(chǔ)節(jié)加固桿件型號(hào)16a號(hào)槽鋼鋼平臺(tái)總重Gp1(kN)6格構(gòu)式

4、鋼柱總重Gp2(kN)30錨栓孔直徑R(mm)36鋼平臺(tái)與格構(gòu)柱連接角焊縫焊角尺寸hf1(mm)10節(jié)點(diǎn)板與格構(gòu)柱連接角焊縫焊角尺寸hf2(mm)：10鋼平臺(tái)單邊節(jié)點(diǎn)板個(gè)數(shù)n12節(jié)點(diǎn)板厚t1(mm)16節(jié)點(diǎn)板高h(yuǎn)1(mm)200節(jié)點(diǎn)板寬b1(mm)75鋼平臺(tái)驗(yàn)算方式雙向板雙向板的支撐形式四邊簡(jiǎn)支鋼板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(N/mm2)215鋼平臺(tái)底標(biāo)高(m)1基礎(chǔ)節(jié)螺栓螺栓強(qiáng)度等級(jí)高強(qiáng)螺栓10.9級(jí)螺栓直徑d(mm)30螺栓個(gè)數(shù)n12螺栓有效直徑de(mm)27螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fvb(N/mm2)310螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftb(N/mm2)500 樁對(duì)角線距離：L=(ab2+al2)0.5=(1.

5、62+1.62)0.5=2.263m 1、鋼板強(qiáng)度驗(yàn)算 荷載效應(yīng)基本組合偏心豎向力作用下： Qmax1=F/n+M/L=626.535/4+2095.2/2.263=1082.484kN Qmin1=F/n-M/L=626.535/4-2095.2/2.263=-769.217kN 簡(jiǎn)化鋼平臺(tái)板為雙向板(斷面扣除2個(gè)錨栓孔直徑)承載計(jì)算, 鋼板自重：q=1.35×78.5×t =1.35×78.5×0.02=2.119Kn/m2 板的支撐方式為四邊簡(jiǎn)支，板在兩個(gè)方向的長(zhǎng)度lx=ly=a，查雙向板在均布荷載作用下的內(nèi)力系數(shù)表得最大彎矩在跨中，Mx=My，彎

6、矩系數(shù)為0.0479 M中1=0.048(qa+Qmax/a)a2=0.048×(2.119×0.46+1082.484/0.46)×0.462=23.861kN·m M中2=0.048(qa+Qmin/a)a2=0.048×(2.119×0.46+(-769.217)/0.46)×0.462=-16.939kN·m M=23.861kN·m hc=(Ac×(80+t)+(a-2R)t2/2)/(Ac+(a-2R)t)=(2195×(80+20)+(460-2×36)

7、5;202/2)/(2195+(460-2×36)×20)=29.844mm W=(a-2R)t3/12+(a-2R)t×(hc-t/2)2+Ix+Ac×(80+t-hc)2)/max(160+t-hc)，hc)=(460-2×36)×203/12+(460-2×36)×20×(29.844-20/2)2+8662000+2195×(80+20-29.844)2)/max(160+20-29.844)，29.844)=151708.392mm3 =M/W=23.861×106/1517

8、08.392=157.282N/mm2f=215N/mm2 滿足要求！ 2、基礎(chǔ)節(jié)螺栓驗(yàn)算 每個(gè)螺栓所受剪力： Nvb=nvd2fvb/4=1××302×310/4=219.126kN； 螺栓所受剪力：Nv=Fv/n=99.765/12=8.314kN219.126kN 滿足要求！ 螺栓抗拉驗(yàn)算： Ntb=de2ftb/4=×272×500/4=286.278kN 螺栓抗拉驗(yàn)算：Nt=Qmin1/(n/4)=769.217/(12/4)=256.406kN286.278kN 滿足要求！ 螺栓同時(shí)受到剪力以及拉力時(shí)的驗(yàn)算： (Nv/Nvb)2+(

9、Nt/Ntb)2)0.5=(8.314/219.126)2+(256.406/286.278)2)0.5=0.896 1 滿足要求！ 3、焊縫驗(yàn)算 荷載效應(yīng)基本組合偏心豎向力作用下： Qmax2=(F+1.35Gp1)/n+M/L=(626.535+1.35×6)/4+2095.2/2.263=1084.509kN Qmin2=(F+1.35Gp1)/n-M/L=(626.535+1.35×6)/4-2095.2/2.263=-767.192kN 鋼平臺(tái)與格構(gòu)柱連接角焊縫：hf1=10mm 焊縫長(zhǎng)度lw1=4×2×l =4×2×160

10、=1280mm 節(jié)點(diǎn)板與鋼平臺(tái)連接采用雙面角焊縫：hf2=10mm 焊縫長(zhǎng)度lw2=4×2×n1×b1=4×2×2×75=1200mm 考慮安裝焊縫折減系數(shù)取0.8 焊縫應(yīng)力：=Qmin2/(0.8×0.7×(lw1×hf1+ lw2×hf2)=767.192×103/(0.8×0.7×(1280×10+1200×10)=55.241N/mm2f=160N/mm2 滿足要求！ 節(jié)點(diǎn)板與格構(gòu)柱連接采用雙面角焊縫：hf2=10mm 焊縫長(zhǎng)度lw3=4

11、×2×n1×h1=4×2×2×200=3200mm 考慮安裝焊縫折減系數(shù)取0.8 焊縫應(yīng)力：=N/(0.8×0.7×lw3×hf2)=1084.509×103/(0.8×0.7×3200×10)=60.519N/mm2f=160N/mm2 滿足要求！ 四、樁頂作用效應(yīng)計(jì)算基礎(chǔ)布置樁數(shù)n4長(zhǎng)向樁心距al(m)1.6寬向樁心距ab(m)1.6樁直徑d(m)800 樁對(duì)角線距離：L=(ab2+al2)0.5=(1.62+1.62)0.5=2.263m 1、荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合

12、 軸心豎向力作用下：Qk=(Fk+Gp1+Gp2)/n=(464.1+6+30)/4=125.025kN 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下： Qkmax=(Fk+Gp1+Gp2)/n+(Mk+FVkh)/L =(464.1+6+30)/4+(1552+73.9×5.92)/2.263=1004.263kN Qkmin=(Fk+Gp1+Gp2)/n-(Mk+FVkh)/L =(464.1+6+30)/4-(1552+73.9×5.92)/2.263=-754.213kN 2、荷載效應(yīng)基本組合 荷載效應(yīng)基本組合偏心豎向力作用下： Qmax=(F+1.35×(Gp1+G

13、p2)/n+(M+Fvh)/L =(626.535+1.35×(6+30)/4+(2095.2+99.765×5.92)/2.263=1355.755kN Qmin=(F+1.35×(Gp1+Gp2)/n-(M+Fvh)/L =(626.535+1.35×(6+30)/4-(2095.2+99.765×5.92)/2.263=-1018.187kN 五、格構(gòu)柱計(jì)算格構(gòu)柱參數(shù)格構(gòu)柱綴件形式綴板格構(gòu)式鋼柱的截面邊長(zhǎng)a(mm)460格構(gòu)式鋼柱長(zhǎng)度H0(m)8.9綴板間凈距l(xiāng)01(mm)310格構(gòu)柱伸入灌注樁的錨固長(zhǎng)度hr(m)3格構(gòu)柱分肢參數(shù)格構(gòu)柱分

14、肢材料L160X16分肢材料截面積A0(cm2)49.07分肢對(duì)最小剛度軸的回轉(zhuǎn)半徑iy0(cm)3.14格構(gòu)柱分肢平行于對(duì)稱軸慣性矩I0(cm4)1175.08分肢形心軸距分肢外邊緣距離Z0(cm)4.55分肢材料屈服強(qiáng)度f(wàn)y(N/mm2)235分肢材料抗拉、壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(N/mm2)215格構(gòu)柱綴件參數(shù)格構(gòu)式鋼柱綴件材料424×300×20格構(gòu)式鋼柱綴件截面積A1x'(mm2)6000綴件鋼板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(N/mm2)215綴件鋼板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)125焊縫參數(shù)角焊縫焊腳尺寸hf(mm)10焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lf(mm)584焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw(N

15、/mm2)160 1、格構(gòu)式鋼柱換算長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算 整個(gè)格構(gòu)柱截面對(duì)X、Y軸慣性矩： I=4I0+A0(a/2-Z0)2=4×1175.08+49.07×(46.00/2-4.55)2=71514.523cm4 整個(gè)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比：x=y=H0/(I/(4A0)0.5=890/(71514.523/(4×49.07)0.5=46.626 分肢長(zhǎng)細(xì)比：1=l01/iy0=31.00/3.14=9.873 分肢毛截面積之和：A=4A0=4×49.07×102=19628mm2 格構(gòu)式鋼柱繞兩主軸的換算長(zhǎng)細(xì)比：0 max=(x2+12)0.5=(46.626

16、2+9.8732)0.5=47.66 0max=47.66=150 滿足要求！ 2、格構(gòu)式鋼柱分肢的長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算 1=9.873min(0.50max，40)=min(0.5×50，40)=25 滿足要求！ 3、格構(gòu)式鋼柱受壓穩(wěn)定性驗(yàn)算 0max(fy/235)0.5=50×(235/235)0.5=50 查表鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017附錄C：b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)：=0.856 Qmax/(A)=1355.755×103/(0.856×19628)=80.692N/mm2f=215N/mm2 滿足要求！ 4、綴件驗(yàn)算 綴件所受剪力：V=Af(f

17、y/235)0.5/85=19628×215×10-3×(235/235)0.5/85=49.647kN 格構(gòu)柱相鄰綴板軸線距離：l1=l01+30=31.00+30=61cm 作用在一側(cè)綴板上的彎矩：M0=Vl1/4=49.647×0.61/4=7.571kN·m 分肢型鋼形心軸之間距離：b1=a-2Z0=0.46-2×0.0455=0.369m 作用在一側(cè)綴板上的剪力：V0=Vl1/(2·b1)=49.647×0.61/(2×0.369)=41.036kN = M0/(bh2/6)=7.571

18、5;106/(20×3002/6)=25.237N/mm2f=215N/mm2 滿足要求！ =3V0/(2bh)=3×41.036×103/(2×20×300)=10.259N/mm2=125N/mm2 滿足要求！ 角焊縫面積：Af=0.7hflf=0.8×10×584=4088mm2 角焊縫截面抵抗矩：Wf=0.7hflf2/6=0.7×10×5842/6=397899mm3 垂直于角焊縫長(zhǎng)度方向應(yīng)力：f=M0/Wf=7.571×106/397899=19N/mm2 平行于角焊縫長(zhǎng)度方向剪應(yīng)力

19、：f=V0/Af=41.036×103/4088=10N/mm2 (f /1.22)2+f2)0.5=(19/1.22)2+102)0.5=19N/mm2ffw=160N/mm2 滿足要求！ 根據(jù)綴板的構(gòu)造要求 綴板高度：300mm2/3 b1=2/3×0.369×1000=246mm 滿足要求！ 綴板厚度：20mmmax1/40b1，6= max1/40×0.369×1000，6=9mm 滿足要求！ 綴板間距：l1=610mm2b1=2×0.369×1000=738mm 滿足要求！ 線剛度：綴板/分肢=4×20&

20、#215;3003/(12×(460-2×45.5)/(1175.08×104/610)=25.3236 滿足要求！ 六、樁承載力驗(yàn)算樁參數(shù)樁類型灌注樁樁直徑d(mm)800樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40樁基成樁工藝系數(shù)C0.75樁混凝土自重z(kN/m3)25樁混凝土保護(hù)層厚度(mm)35樁底標(biāo)高d2(m)-25樁有效長(zhǎng)度lt(m)20.1樁間側(cè)阻力折減系數(shù)0.8樁配筋自定義樁身承載力設(shè)計(jì)值否樁混凝土類型鋼筋混凝土樁身普通鋼筋配筋HRB335 2016地基屬性地下水位至地表的距離hz(m)0.6自然地面標(biāo)高d(m)2土名稱土層厚度li(m)側(cè)阻力特征值qsia(kPa)

21、端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系數(shù)承載力特征值fak(kPa)素填土1.847.641500.6-粉土1.5212.823500.72-粉土1.5510.193500.72-粉土2.49526.323500.7-粉土9.41510.033500.72-粉土1.37530.43500.72-粉土2.025131.363500.7-粉土3.24548.433500.72-粉砂3.23208.43500.68-粉土2.22555.923500.7-粘性土2.42531.223000.7-粉土4.44483500.72-軟弱下臥層硬持力層厚度t(m)5地基壓力擴(kuò)散角(°)30修正后的地基承

22、載力特征值fa(kPa)885.92 考慮基坑開(kāi)挖后，格構(gòu)柱段外露，不存在側(cè)阻力，此時(shí)為最不利狀態(tài) 1、樁基豎向抗壓承載力計(jì)算 樁身周長(zhǎng)：u=d=3.14×0.8=2.513m 樁端面積：Ap=d2/4=3.14×0.82/4=0.503m2 Ra=uqsia·li+qpa·Ap =0.8×2.513×(0.465×26.32+9.415×10.03+1.375×30.4+2.025×131.36+3.245×48.43+3.23×208.4+0.345×55.92

23、)+350×0.503=2717.583kN Qk=125.025kNRa=2717.583kN Qkmax=1004.263kN1.2Ra=1.2×2717.583=3261.1kN 滿足要求！ 2、樁基豎向抗拔承載力計(jì)算 Qkmin=-754.213kN<0 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的樁基拔力：Qk'=754.213kN 樁身位于地下水位以下時(shí)，位于地下水位以下的樁自重按樁的浮重度計(jì)算， 樁身的重力標(biāo)準(zhǔn)值：Gp=lt(z-10)Ap=20.1×(25-10)×0.503=151.655kN Ra'=uiqsiali+Gp=0.8&

24、#215;2.513×(0.7×0.465×26.32+0.72×9.415×10.03+0.72×1.375×30.4+0.7×2.025×131.36+0.72×3.245×48.43+0.68×3.23×208.4+0.7×0.345×55.92)+151.655=1915.457kN Qk'=754.213kNRa'=1915.457kN 滿足要求！ 3、樁身承載力計(jì)算 縱向普通鋼筋截面面積：As=nd2/4=20×3.142×162/4=4021mm2 (1)、軸心受壓樁樁身承載力 荷載效應(yīng)基本組合下的樁頂軸向壓力設(shè)計(jì)值：Q=Qmax=1355.755kN cfcAp+0.9fy'As'=(0.75×