皇冠花园塔吊方案.doc
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1、宁波市皇冠花园工程塔吊基础及搭拆方案宁波市皇冠花园工程塔吊基础及搭拆方案 一、工程概述一、工程概述 本工程位于宁波科技园区中心区,东临科苑路,南靠朝晖路,西面为一待建 工程,北侧为一规划道路。总建筑面积 110737 ,由三个 18 层、一个 20 层、 三个 22 层、二个 23 层的公寓楼组成的建筑群体,框架剪力墙结构,层高为 58.000m79.800m。地下室为二层,高度为 8m 左右,建筑面积为 31938 。 本工程采用 4 台 TC5013A(QTZ63)型塔吊,塔吊独立高度不超过 40m,分 别位于 8 楼、6楼、3楼和 2楼(详见附图) ,塔吊放在地下室,应用 C 25700
2、 钻孔灌注桩及 C30钢筋砼承台,钻孔灌注桩桩长 40m,钢筋砼承台底标高高于地 下一层楼板面 1.2m,与桩采用格构柱连接。因 2 楼塔吊地质相对较差(15孔) , 本次计算桩竖向极限承载力验算以 15 孔地质情况为计算标准。 二、四桩基础计算二、四桩基础计算 (一)、塔吊的基本参数信息 塔吊型号:QTZ63, 塔吊起升高度H=101.00m, 塔吊倾覆力矩M=630.00kN.m, 混凝土强度等级:C30, 塔身宽度B=2.50m, 自重F1=450.80kN, 基础承台厚度Hc=1.20m, 最大起重荷载F2=60.00kN, 基础承台宽度Bc=4.00m, 桩钢筋级别:II级钢, 桩直
3、径=0.70m, 桩间距a=2.50m, 承台箍筋间距S=200.00mm, 承台砼的保护层厚度=50.00mm。 (二)、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 塔吊自重(包括压重)F1=450.80kN, 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN, 作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2(F1+F2)=612.96kN, 塔吊的倾覆力矩M=1.4630.00=882.00kN。 (三)、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 图中x轴的方向是随机变化的, 设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向 进行验算。 1. 桩顶竖向力的计算 依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条。 其中 n单桩个数,n=
4、4; F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值,F=612.96kN; G桩基承台的自重 G=1.225BcBcHc=1.2(254.004.001.20 =576.00kN; Mx,My承台底面的弯矩设计值,取882.00kN.m; xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.25m; Ni单桩桩顶竖向力设计值(kN); 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值, 最大压力:N=(612.96+576.00)/4+882.001.25/(4 1.25 2)=473.64kN。 2. 矩形承台弯矩的计算 依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.6.1条。 其中 Mx1,My1计算截面处XY方向的弯
5、矩设计值(kN.m); xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.75m; Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN), Ni1=Ni-G/n=329.64kN/m 2; 经过计算得到弯矩设计值: Mx1=My1=2329.640.75=494.5kN.m。 (四)、矩形承台截面主筋的计算 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力 计算。 式中,l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,期间按线性内插法得1.00; fc混凝土抗压强度设计值查表得11.90N/mm 2; ho承
6、台的计算高度Hc-50.00=1150.00mm; fy钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm 2; 经过计算得:s=494.5106/(1.0011.904000.001150.002)=0.008; =1-(1-20.008)0.5=0.008; s =1-0.008/2=0.996; Asx =Asy =494.510 6/(0.9961150.00300.00)=1439mm2。 实际梁配筋上下各620,AS1885 mm 2 1439mm2,满足要求。 (五)、矩形承台斜截面抗剪切计算 依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。 根据第二步的计
7、算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考 虑对称性,记为V=473.64kN我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满 足下面公式: 其中,o建筑桩基重要性系数,取1.00; bo承台计算截面处的计算宽度,bo=4000mm; ho承台计算截面处的计算高度,ho=1150mm; 计算截面的剪跨比,x=ax/ho,y=ay/ho, 此处,ax,ay为柱边(墙边)或承台变阶处至x, y方向计算一排桩的桩边的水平 距离,得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=0.00mm,当 3时,取 =3, 满足0.3-3.0范围;在0.3-3.0范围内按插值法取值。得=0.30; 剪切系数,
8、当0.31.4时,=0.12/(+0.3);当1.4 3.0时,=0.2/(+1.5),得=0.20; fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=11.90N/mm 2; fy钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm 2; S箍筋的间距,S=200mm。 则,1.00473.64=4.7410 5N0.20300.0040001150=1.09 10 7N; 经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋! (六)、桩承载力验算 桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值 N=473.64kN; 桩顶轴向压力设
9、计值应满足下面的公式: 其中,o建筑桩基重要性系数,取1.00; fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=14.30N/mm 2; A桩的截面面积,A=3.8510 5mm2。 则,1.00473640.00=4.7410 5N14.303.85105=5.50106N; 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋! (七)、桩竖向极限承载力验算 桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3条; 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值 N=473.64kN; 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式: 最大压力: 其中 R最大极限承载力; Q
10、sk单桩总极限侧阻力标准值: Qpk单桩总极限端阻力标准值: s, p分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数, s, p分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数, qsk桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,按下表取值; qpk极限端阻力标准值,按下表取值; u桩身的周长,u=2.199m; Ap桩端面积,取Ap=0.385m 2; li第i层土层的厚度,取值如下表; 厚度及侧阻力标准值表如下: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 0.70 9.00 0.0 粘性土 2 11.80 5.00 0.0 粘性土 3 6.50 20.00 0.0 粉
11、土和砂土 4 3.80 10.00 0.0 粘性土 5 6.50 9.00 0.0 粘性土 6 3.50 14.00 0.0 粘性土 7 7.20 20.00 0.0 粘性土 8 2.20 27.00 670.00 粘性土 由于桩的入土深度为40.00m,所以桩端是在第7层土层。 最大压力验算: R=2.20(0.709.000.86+11.805.000.86+6.5020.00 1.14+3.8010.000.86+6.509.000.86+3.5014.000.86+7.2020.00 0.86)/1.67+1.47670.000.385/1.67=8.2410 2kN; 上式计算的R的
12、值大于最大压力473.64kN,所以满足要求! 三、塔吊稳定性验算塔吊稳定性验算 (一)、塔吊有荷载时稳定性验算 塔吊有荷载时,计算简图: 塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中 K1塔吊有荷载时稳定安全系数,允许稳定安全系数最小取 1.15; G起重机自重力(包括配重,压重),G=450.80(kN); c起重机重心至旋转中心的距离,c=1.50(m); ho起重机重心至支承平面距离, ho=6.00(m); b起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50(m); Q最大工作荷载,Q=100.00(kN); g重力加速度(m/s 2),取9.81; v起升速度,v=0.50(m/s)
13、; t制动时间,t=20.00(s); a起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00(m); W1作用在起重机上的风力,W1=4.00(kN); W2作用在荷载上的风力,W2=0.30(kN); P1自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00(m); P2自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m); h吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00m(m); n起重机的旋转速度,n=1.00(r/min); H吊杆端部到重物最低位置时的重心距离,H28.00(m); 起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度), =2.00(度)。 经过计算得到K1=1.338; 由于K11.15
14、,所以当塔吊有荷载时,稳定安全系数满足要求! (二)、塔吊无荷载时稳定性验算 塔吊无荷载时,计算简图: 塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中 K2塔吊无荷载时稳定安全系数,允许稳定安全系数最小取 1.15; G1后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=320.00(kN); c1G1至旋转中心的距离,c1=2.00(m); b起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.00(m); h1G1至支承平面的距离,h1=6.00(m); G2使起重机倾覆部分的重力,G2=80.00(kN); c2G2至旋转中心的距离,c2=3.50(m); h2G2至支承平面的距离,h2=30.00(m); W3
15、作用有起重机上的风力,W3=5.00(kN); P3W3至倾覆点的距离,P3=15.00(m); 起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度), =2.00(度)。 经过计算得到K2=4.351; 由于K21.15,所以当塔吊无荷载时,稳定安全系数满足要求! 四、附着计算四、附着计算 塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时,需要增设附着杆, 附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时, 必须进行附着 计算。主要包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。 (一)、支座力计算 塔机按照说明书与建筑物附着时,最上面一道附着装置的负荷最大,因此 以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面
16、的依据。 附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁, 其内力及支座 反力计算如下: 风荷载取值:Q = 0.42kN; 塔吊的最大倾覆力矩:M = 500.00kN; 弯矩图 变形图 剪力图 计算结果: Nw = 52.2353kN ; (二)、附着杆内力计算 计算简图: 计算单元的平衡方程: 其中: 2.1 第一种工况的计算: 塔机满载工作,风向垂直于起重臂,考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产 生的扭矩合风荷载扭矩。将上面的方程组求解,其中 从 0 - 360 循环, 分别 取正负两种情况,求得各附着最大的。塔机满载工作,风向垂直于起重臂,考虑 塔身在最上层截面的回转惯性力产生的
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