63基础承受荷载计算

一、基础承受荷载计算、分析QTZ63塔机竖向荷载简图塔机处于独立状态（无附墙）时，其受力为最不利状态，因此取塔吊独立计算高度40m时进行分析，分工作状态和非工作状态两种工况分别进行荷载组合，塔吊型号为QTZ63，最大起重量1.00T，最大起重力矩69Tm，最大吊物幅度56m。根据建筑地基基础设计规范GB50007-2011第8.5条规定，验算桩基承载力时，取荷载效应的标准组合值；验算基础强度取荷载效应的基本组合值。承台大小都为500050001300mm。1.1自重1.1.1 塔机自重标准值kN1.1.2 基础自重标准值 FK2=5.0X5.0X25=625KN 1.1.3 起重荷载标准值 kN 1.2 风荷载计算1.2.1 工作状态下塔机对角线方向所受风荷载标准值计算1 塔机所受风均布线荷载标准值（） 2 塔机所受风荷载水平合力标准值 FSK=qskH=0.44x40=17.6kN3 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 MSK=0.5FSKH=0.5x17.6x40=3521.2.2 非工作状态下塔机对角线方向所受风荷载标准值计算1 塔机所受风线荷载标准值（马鞍山）2 塔机所受风荷载水平合力标准值 FSK=qskH=0.91x40=36.4kN3 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 MSK=0.5FSKH=0.5x36.4x40=8001.3 塔机的倾翻力矩塔机自身产生的倾翻力矩，向前（起重臂方向）为正，向后为负。1.3.1 大臂自重产生的向前力矩标准值1.3.2 最大起重荷载产生最大向前力矩标准值（较产生的力矩大）1.3.3 小车位于上述位置时的向前力矩标准值1.3.4 平衡臂产生的向后力矩标准值1.3.5 平衡重产生的向后力矩标准值1.4 综合分析、计算1.4.1 工作状态下塔机对基础顶面的作用 1 荷载标准组合后的力矩标准值 MK=M1+M3+M4+M5+0.9(M2+MSK)=822.8+43.7-124.74+0.9(690+352) =619.12 2 水平荷载标准值 kN3 竖向荷载标准值 塔机自重：kN基础自重：FK2=625kN 起重荷载：kN=1211kN1.4.2 非工作状态下塔机对基础顶面的作用 1 标准组合后的力矩标准值 800=484.44KN 2 水平荷载标准值 kN 3 竖向荷载标准值 塔机自重： kN基础自重： FK2=625kN =1151kN二、荷载计算 2.1塔身截面对角线上立杆的荷载设计值： Fmax=F/n+M/(20.5B)=401/4+1054.92/(20.51.6)=587.78kN Fmin=F/n-M/(20.5B)=401/4-1054.92/(20.51.6)=-346.94kN 剪力图(kN) 弯矩图(kNm) Vmax=354.1kN，Mmax=127.98kNm，Mmin=-400.13kNm 2.2受剪切计算 截面有效高度：h0=h-c-D/2=1300-50-20/2=1140mm 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1140)1/4=0.92 塔吊边至桩边的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3.2-1.6-0.8)/2=0.4m a1l=(al-B-d)/2=(3.2-1.6-0.8)/2=0.4m 计算截面剪跨比：b=a1b/h0=0.4/1.14=0.35，取b=0.35； l= a1l/h0=0.4/1.14=0.35，取l=0.35； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.35+1)=1.3 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.35+1)=1.3 Vmax=354.1kNhsbftlh0=0.921.312700.81.14=1373.31kN Vmax=354.1kNhslftlh0=0.921.312700.81.14=1373.31kN 满足要求！ 2.3受冲切计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: F1 0.7hpftamho 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；取 hp=0.97； ft -混凝土轴心抗拉强度设计值；取 ft=1.57MPa； ho -基础冲切破坏锥体的有效高度；取 ho=1.15m； am -冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=(at+ab)/2； am=1.69+(1.69 +21.15)/2=2.84m； 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）；取at1.692m； 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；ab=1.69 +21.15=3.99； Pj -扣除基础自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；取 Pj=101.12kPa； Al -冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5.00(5.00-3.99)/2=5.05m2 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。Fl=PjAl；Fl=101.125.05=511.06kN。 允许冲切力：0.70.971.571.15x11511300=1834.46kN Fl= 511.06kN； 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！ 2.4承台配筋计算 塔吊承台尺寸5mx5mx1.3m，配筋200B20钢筋，梅花形布置拉筋14. (1)、承台底部配筋 S1= Mmin/(1fclh02)=400.13106/(1.0511.980011402)=0.031 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.031)0.5=0.031 S1=1-1/2=1-0.031/2=0.984 AS1=Mmin/(S1h0fy1)=400.13106/(0.9841140300)=1189mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.27/300)=max(0.2,0.19)=0.2% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, lh0)=max(1189,0.0028001140)=1824mm2 梁底部实际配筋：AS1=2124mm2AS1=1824mm2 满足要求！ (2)、承台上部配筋 S2= Mmax/(2fclh02)=127.98106/(1.0511.980011402)=0.01 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.01)0.5=0.01 S2=1-2/2=1-0.01/2=0.995 AS1=Mmax/(S2h0fy2)=127.98106/(0.9951140300)=377mm2最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy2)=max(0.2,451.27/300)=max(0.2,0.19)=0.2% 梁上部需要配筋：A2=max(AS2, lh0)=max(377,0.0028001140)=1824mm2 梁上部实际配筋：AS2=2124mm2AS2=1824mm2 满足要求！ (4)、承台梁箍筋（拉筋）计算 箍筋（拉筋）抗剪 计算截面剪跨比：=(L-20.5B)/(2h0)=(4.8-20.51.6)/(21.14)=1.11 取=1.5 混凝土受剪承载力：1.75ft lh0/(+1)=1.751.270.81.14/(1.5+1)=0.81kN Vmax=354.1kN1.75ft lh0/(+1)=0.81kN nAsv1/s=4(3.14142/4)/200=2.26 (V-0.7ft lh0)/(1.25fyvh0) =(354.1103-0.71.278001140)/(1.253001140)=-1.07mm2/mm nAsv1/s(V-0.7ftlh0)/(1.25fyvh0) 满足要求！ 配箍（拉筋）率验算 sv=nAsv1/( ls)=4(3.14122/4)/(800200) =0.28%psv，min=0.24ft/fyv=0.241.27/300=0.1% 满足要求！ 三、单桩承载力验算塔吊基础下采用4450预制方桩，以第-1层为持力层，桩尖分别进入第-1层土层20cm以上。 3.1单桩承载力特征值塔机基础桩（参照地质报告中孔-96）=x0.6x（0.6x3+1x20+3x30+5x30+4x45+4x45+0.9x65）=1281.63KN 3.2单桩承受竖向荷载（倾翻力矩按最不利的对角线方向作用）1021.63=R1a=1281.63KN658.13R1a=896.44K