某跨環(huán)城連續(xù)梁塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書(shū)

跨環(huán)城連續(xù)梁塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆連續(xù)梁，跨度40+72+40米，采用支架法現(xiàn)澆施工。鋼筋場(chǎng)地設(shè)置于932號(hào)橋墩北側(cè)，為方便施工，在932號(hào)橋墩南側(cè)設(shè)有一座QTZ63塔吊。塔吊基礎(chǔ)采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)尺寸為5m*5m*1.35m，基礎(chǔ)底經(jīng)壓路機(jī)碾壓密實(shí)，經(jīng)輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，天然地基承載力設(shè)計(jì)值達(dá)到150KPa，要求塔吊基礎(chǔ)埋入原地面以下0.5m（計(jì)算按無(wú)覆蓋層考慮）。一、計(jì)算依據(jù)本計(jì)算書(shū)主要依據(jù)施工圖紙及以下規(guī)范及參考文獻(xiàn)編制：《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T13752-1992）、《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）、《建筑安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-99）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）等編制。二、參數(shù)信息塔吊型號(hào)：QTZ63，塔吊起升高度H：40.00m，塔身寬度B：1.6m，基礎(chǔ)埋深d：0.00m，自重G：450.8kN，基礎(chǔ)承臺(tái)厚度hc：1.35m，最大起重荷載Q：60kN，基礎(chǔ)承臺(tái)寬度Bc：5.00m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30，鋼筋級(jí)別：HRB335，基礎(chǔ)底面配筋直徑：22mm額定起重力矩Me：630kN·m，基礎(chǔ)所受的水平力P：30kN，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度b：3m，主弦桿材料：角鋼/方鋼,寬度/直徑c：12mm，所處城市：河南鄭州市，基本風(fēng)壓ω0：0.5kN/m2，地面粗糙度類別：B類田野鄉(xiāng)村，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)μz：1.56。三、塔吊對(duì)交叉梁中心作用力的計(jì)算1、塔吊豎向力計(jì)算塔吊自重：G=450.8kN；塔吊最大起重荷載：Q=60kN；作用于塔吊的豎向力：Fk＝G＋Q＝450.8＋60＝510.8kN；2、塔吊風(fēng)荷載計(jì)算依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）中風(fēng)荷載體型系數(shù)：地處河南鄭州市，基本風(fēng)壓為ω0=0.5kN/m2；查表得：風(fēng)荷載高度變化系數(shù)μz=1.56；擋風(fēng)系數(shù)計(jì)算：φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.6+2×3+(4×1.62+32)0.5)×0.012]/(1.6×3)=0.038；因?yàn)槭墙卿?方鋼，體型系數(shù)μs=2.9；高度z處的風(fēng)振系數(shù)?。害聑=1.0；所以風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.9×1.56×0.5=1.583kN/m2；3、塔吊彎矩計(jì)算風(fēng)荷載對(duì)塔吊基礎(chǔ)產(chǎn)生的彎矩計(jì)算：Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.583×0.038×1.6×40×40×0.5=76.997kN·m；Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋76.997＋30×1.35＝747.5kN·m；四、塔吊抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性按下式計(jì)算：e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3式中e──偏心距，即地面反力的合力至基礎(chǔ)中心的距離；Mk──作用在基礎(chǔ)上的彎矩；Fk──作用在基礎(chǔ)上的垂直載荷；Gk──混凝土基礎(chǔ)重力，Gk＝25×5×5×1.35=843.75kN；Bc──為基礎(chǔ)的底面寬度；計(jì)算得：e=747.5/(510.8+843.75)=0.552m<5/3=1.667m；基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求！五、地基承載力驗(yàn)算依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)第5.2條承載力計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖:混凝土基礎(chǔ)抗傾翻穩(wěn)定性計(jì)算：e=0.552m<5/6=0.833m地面壓應(yīng)力計(jì)算：Pk＝（Fk+Gk）/APkmax＝(Fk+Gk)/A+Mk/W式中：Fk──塔吊作用于基礎(chǔ)的豎向力，它包括塔吊自重和最大起重荷載,Fk＝510.8kN；Gk──基礎(chǔ)自重，Gk＝843.75kN；Bc──基礎(chǔ)底面的寬度，取Bc=5m；Mk──傾覆力矩，包括風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩和最大起重力矩，Mk＝747.5kN·m；W──基礎(chǔ)底面的抵抗矩，W=0.118Bc3=0.118×53=14.75m3；不考慮附著基礎(chǔ)設(shè)計(jì)值：Pk＝（510.8＋843.75）/52＝54.182kPaPkmax=(510.8+843.75)/52+747.5/14.75=104.86kPa；Pkmin=(510.8+843.75)/52-747.5/14.75=3.504kPa；實(shí)際計(jì)算取的地基承載力設(shè)計(jì)值為:fa=150.000kPa；地基承載力特征值fa大于壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pk=54.182kPa，滿足要求！地基承載力特征值1.2×fa大于無(wú)附著時(shí)的壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pkmax=104.860kPa，滿足要求！六、基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）第8.2.7條。驗(yàn)算公式如下:F1≤0.7βhpftamho式中βhp--受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時(shí)，βhp取1.0.當(dāng)h大于等于2000mm時(shí)，βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；取βhp=0.95；ft--混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；取ft=1.43MPa；ho--基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度；取ho=1.30m；am--沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度；am=(at+ab)/2；am=[1.60+(1.60+2×1.30)]/2=2.90m；at--沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長(zhǎng)，當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬（即塔身寬度）；取at＝1.6m；ab--沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)的下邊長(zhǎng)，當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)，計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度；ab=1.60+2×1.30=4.20；Pj--扣除基礎(chǔ)自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的地基土單位面積凈反力，對(duì)偏心受壓基礎(chǔ)可取基礎(chǔ)邊緣處最大地基土單位面積凈反力；取Pj=125.83kPa；Al--沖切驗(yàn)算時(shí)取用的部分基底面積；Al=5.00×(5.00-4.20)/2=2.00m2Fl--相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)作用在Al上的地基土凈反力設(shè)計(jì)值。Fl=PjAl；Fl=125.83×2.00=251.66kN。允許沖切力：0.7×0.95×1.43×2900.00×1300.00=3585081.50N=3585.08kN>Fl=251.66kN；實(shí)際沖切力不大于允許沖切力設(shè)計(jì)值，所以能滿足要求！七、承臺(tái)配筋計(jì)算1.抗彎計(jì)算依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）第8.2.7條。計(jì)算公式如下:MI=a12[(2l+a')(Pmax+P-2G/A)+(Pmax-P)l]/12式中：MI--任意截面I-I處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的彎矩設(shè)計(jì)值；a1--任意截面I-I至基底邊緣最大反力處的距離；取a1=(Bc-B)/2＝(5.00-1.60)/2=1.70m；Pmax--相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面邊緣最大地基反力設(shè)計(jì)值，取125.83kN/m2；P--相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)在任意截面I-I處基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計(jì)值，[BcPmax-a1(Pmax-1.2×Pmin)]/Bc＝[5×125.832－1.7×(125.832－1.2×3.504)]/5=84.479kPa；G--考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)的基礎(chǔ)自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×5.00×5.00×1.35=1139.06kN/m2；l--基礎(chǔ)寬度，取l=5.00m；a--塔身寬度，取a=1.60m；a'--截面I-I在基底的投影長(zhǎng)度,取a'=1.60m。經(jīng)過(guò)計(jì)算得MI=1.702×[(2×5.00+1.60)×(125.83+84.48-2×1139.06/5.002)+(125.83-84.48)×5.00]/12=382.76kN·m。2.配筋面積計(jì)算αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2As=M/(γsh0fy)式中，αl--當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過(guò)C50時(shí)，α1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，取為0.94,期間按線性內(nèi)插法確定，取αl=1.00；fc--混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查表得fc=14.30kN/m2；ho--承臺(tái)的計(jì)算高度，ho=1.30m。經(jīng)過(guò)計(jì)算得：αs=382.76×106/(1.00×14.30×5.00×103×(1.30×103)2)=0.003；ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003；γs=1-0.003/2=0.998；As=382.76×106/(0.99