直升机塔吊方案.doc

重庆悦榕私邸,悦椿酒店工程直升机停机坪塔吊方案建设单位：重庆柏椿实业有限公司监理单位：重庆建新建设工程监理咨询有限公司施工单位：重庆祐基建筑工程有限公司 编制时间：2014年1月23日直升机停机坪塔吊基础方案（一）、工程概况本工程总用地面积258241m2，总建筑面积134385.16m2，地上建筑面积102865.81m2，地下建筑面积31519.35m2，容积率0.53，建筑密度18.26%，绿地率42.67%。其中，悦椿酒店部分总建筑面积为57454.96m2，地上建筑面积33437.65m2，地下建筑面积24017.31m2。其中重庆悦榕庄直升机临时起降场位于重庆市北碚区十里温泉城。主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构。建筑面积为14000m2。建筑层数为5层，总高度为21.2m。所有建筑抗震设防烈度为6度，设计主体结构合理使用年限为50年。（二）、编制说明根据施工现场实际情况及工程结构特点，重庆悦榕庄直升机临时起降场主体结构施工运输拟投入塔吊2台（自编号为9#、10#塔吊）。塔吊基础中心位置:9#塔吊坐标为X=102143.951，Y=45974.727；10#塔吊坐标为X=102096.983，Y=45913.904；施工的塔吊型号为5610，最大半径R=56m，塔身为1.61.6m，本塔吊安装总高度为40M。（三）、编制依据1、 四川省地质工程勘察院提供的重庆悦榕桩直升机临时起降场工程地质勘察报告；2、 本工程桩施工总平面布置图及设计图纸；3、 塔吊使用说明书；4、 建筑地基基础设计规范GB5007-2002，DBJ15-31-2003；5、 塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ/T187-2009；6、 品茗安全计算软件。（四）、塔吊基础1、本工程根据现场实际情况，计划本工程塔吊基础决定采用天然基础。 2、基础承台设计为：承台砼为C40、承台尺寸为: 500050001650mm。1. 塔机属性塔机型号TC5610塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40塔机独立状态的计算高度H(m)43塔身桁架结构圆钢管塔身桁架结构宽度B(m)1.62. 塔机荷载塔机竖向荷载简图 （1）、塔机自身荷载标准值塔身自重G0(kN)251起重臂自重G1(kN)37.4起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)22小车和吊钩自重G2(kN)3.8最大起重荷载Qmax(kN)60最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)11.5最小起重荷载Qmin(kN)10最大吊物幅度RQmin(m)50最大起重力矩M2(kNm)Max6011.5，1050690平衡臂自重G3(kN)19.8平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.3平衡块自重G4(kN)89.4平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)11.8 （2）、风荷载标准值k(kN/m2)工程所在地重庆 重庆基本风压0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态0.4塔帽形状和变幅方式锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)风振系数z工作状态1.59非工作状态1.59风压等效高度变化系数z1.32风荷载体型系数s工作状态1.79非工作状态1.64风向系数1.2塔身前后片桁架的平均充实率00.35风荷载标准值k(kN/m2)工作状态0.81.21.591.791.320.20.72非工作状态0.81.21.591.641.320.41.32 （3）、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)251+37.4+3.8+19.8+89.4401.4起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)401.4+60461.4水平荷载标准值Fvk(kN)0.720.351.84319.5倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8+0.9(690+0.519.543)685.16非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk1401.4水平荷载标准值Fvk(kN)1.320.351.84335.76倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422-19.86.3-89.411.8+0.535.7643411.98 （4）、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.2Fk11.2401.4481.68起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk1.46084竖向荷载设计值F(kN)481.68+84565.68水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.419.527.3倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.519.543)1021.86非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.2401.4481.68水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.435.7650.06倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422-19.86.3-89.411.8)+1.40.535.7643648.14（五）、天然基础计算书一、参数信息塔吊型号:QTZ63， 塔吊起升高度H=40.00m，塔吊倾覆力矩M=630fkN.m， 混凝土强度等级:C40，塔身宽度B=1.6fm， 基础以上土的厚度D:=2.00m，自重F1=450.8fkN， 基础承台厚度h=1.65m，最大起重荷载F2=60fkN， 基础承台宽度Bc=5.00m，钢筋级别:三级钢。二、基础最小尺寸计算1.最小厚度计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。 根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力，按照下式进行抗冲切计算：(7.7.1-2) 其中: F塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力；其它参数参照规范。 应按下列两个公式计算，并取其中较小值，取1.00； (7.7.1-2) (7.7.1-3) 1-局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数； 2-临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数； h-截面高度影响系数：当h800mm时，取h=1.0；当h2000mm时，取h=0.9，其间按线性内插法取用； ft-混凝土轴心抗拉强度设计值，取19.10MPa； pc,m-临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在1.0-3.5N/mm2范围内，取2500.00； um-临界截面的周长：距离局部荷载或集中反力作用面积周边ho/2处板垂直截面的最不利周长；这里取（塔身宽度+ho）4=9.60m； ho-截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值； s-局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，s不宜大于4；当s2时，取s=2；当面积为圆形时，取s=2；这里取s=2； s-板柱结构中柱类型的影响系数：对中性，取s=40;对边柱，取s=30;对角柱，取s=20. 塔吊计算都按照中性柱取值，取s=40 。 计算方案：当F取塔吊基础对基脚的最大压力，将ho1从0.8m开始，每增加0.01m，至到满足上式,解出一个ho1；当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时，同理,解出一个ho2，最后ho1与ho2相加，得到最小厚度hc。经过计算得到：塔吊基础对基脚的最大压力F=200.00kN时，得ho1=0.80m；塔吊基础对基脚的最大拔力F=200.00kN时，得ho2=0.80m；解得最小厚度 Ho=ho1+ho2+0.05=1.65m；实际计算取厚度为:Ho=1.65m。2.最小宽度计算建议保证基础的偏心矩小于Bc/4，则用下面的公式计算： 其中 F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载， F=1.2(450.80+60.00)=612.96kN； G 基础自重与基础上面的土的自重， G=1.2（25BcBcHc+m BcBcD） =1.2(25.0BcBc1.65+20.00BcBc2.00)； m土的加权平均重度， M 倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4630.00=882.00kN.m。解得最小宽度 Bc=2.68m，实际计算取宽度为 Bc=5.00m。三、塔吊基础承载力计算依据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。计算简图: 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式： 式中 F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=304.30kN； G基础自重与基础上面的土的自重： G=1.2(25.0BcBcHc+m BcBcD) =2437.50kN； m土的加权平均重度 Bc基础底面的宽度，取Bc=5.000m； W基础底面的抵抗矩，W=BcBcBc/6=20.833m3； M倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4630.00=882.00kN.m； a合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算： a= Bc / 2 - M / (F + G)=5.000/2-882.000/(612.960+2437.500)=2.211m。经过计算得到: 无附着的最大压力设计值 Pmax=(612.960+2437.500)/5.0002+882.000/20.833=164.354kPa； 无附着的最小压力设计值 Pmin=(612.960+2437.500)/5.0002-882.000/20.833=79.682kPa； 有附着的压力设计值 P=(612.960+2437.500)/5.0002=122.018kPa； 偏心矩较大时压力设计值 Pkmax=2(612.960+2437.500)/(35.0002.211)=183.968kPa。四、地基基础承载力验算地基基础承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第5.2.3条。计算公式如下: fa-修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak-地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取145.000kN/m2； b、d-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数; -基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； b-基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.000m； m-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； d-基础埋置深度(m) 取2.000m；解得地基承载力设计值：fa=193.000kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=193.000kPa；地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=164.354kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=183.968kPa，满足要求！五、基础受冲切承载力验算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。验算公式如下: 式中 hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0.当h大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值； ho - 基础冲切破坏锥体的有效高度； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度； at - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽； ab - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。 pj - 扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力； Al - 冲切验算时取用的部分基底面积 Fl - 相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。 则，hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.93； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.71MPa； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=1.60+(1.60 +21.65)/2=3.25m； ho - 承台的有效高度，取 ho=1.60m； Pj - 最大压力设计值，取 Pj=183.97KPa； Fl - 实际冲切承载力： Fl=183.97(5.00+4.90)(5.00-4.90)/2)/2=45.53kN。 其中5.00为基础宽度，4.90=塔身宽度+2h；允许冲切力：0.70.931.713250.001600.00=5783505.00N=5783.50kN；实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！六、承台配筋计算1.抗弯计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。计算公式如下: 式中：MI - 任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值； a1 - 任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时， 取a1=b即取a1=1.70m； Pmax - 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取183.97kN/m2； P - 相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值； P=183.97(31.60-1.70)/(31.6