×× × × × × × × × × × 塔吊基础施工方案
4.3立柱桩与工程桩间距
现场1#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.802m,4#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.520m,5#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.310m,后附1#、4#、5#塔吊基础立柱桩与工程桩的间距详图。 4.3塔吊基础验算
4.3.1 1#、4#、5#塔吊基础验算
根据本工程地质勘查报告,从⑦开始计算端阻力,故所有塔吊基础钻孔灌注桩考虑插入⑦持力层1m,以受力最大的1#塔吊为例验算如下:
一、塔吊受力计算(TC6015,按最大60m自由高度) 工况一:塔吊处于工作状态
塔吊参数:自重(包括压重)F1+F2=760.6kN,塔吊倾覆力矩M=3085kN.m,塔身宽度B=2m
取最不利状态塔吊标准节与四根桩偏差45o时计算: 最大压力:
Nmax=1.2×(760.6+24)/4+1.4×3085×(2.4×1.414/2)/[2×(2.4×1.414/2)2]=1508.07kN
最大拔力:
Nmax=1.2×(760.6+24)/4-1.4×3085×(2.4×1.414/2)/[2×(2.4×1.414/2)2]=-1037.31kN
工况二:塔吊处于非工作状态
塔吊参数:自重(包括压重)F1+F2=680.3kN,塔吊倾覆力距M=3830kN.m,塔身宽度B=2m
取最不利状态塔吊标准节与四根桩偏差45o时计算: 最大压力:
Nmax=1.2×(680.3+24)/4+1.4×3830×(2.4×1.414/2)/[2×(2.4×1.414/2)2]=1791.33kN
最大拔力:
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Nmax=1.2×(680.3+24)/4-1.4×3830×(2.4×1.414/2)/[2×(2.4×1.414/2)2]=-1368.75kN
二、塔吊钻孔灌注桩长度计算 1#塔吊,取ZK4孔地质剖面 850桩径桩基
土层厚度名称 (m) 51 53-1 53-3 54 7 合计 7.20 3.10 16.10 1.5 1 28.9 周长(m) 2.669 fs 30 50 45 55 75 Qski(kN) 576.50 413.70 1933.69 220.19 200.18 3344.26 面积 (平方米) 0.5672 fp 1700 α Qpk(kN) 964.24 964.24 单桩竖向抗压承载力标准值=3344.26+964.24=4308.5kN 单桩竖向抗压承载力特征值=(2820.07+964.24)/2=2154.25kN 单桩竖向抗拔承载力标准值=3344.26kN
单桩竖向抗拔承载力特征值=3344.26/2=1672.13kN
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三、塔吊桩基钢筋计算
根据塔吊桩最大抗拔力N=1368.75KN; fy=300 N/mm2
根据钢筋最大承载应力As =N/σ≦fy=300 N/mm2 As≦1420050/300 mm2=4562.5mm2
取钢筋Φ22,N=As/π(11)2=12,取12根 取钢筋Φ25,N=As/π(12.5)2=9.3,取10根 取钢筋Φ28,N=As/π(14)2=7.4,取8根 拟选用Φ25钢筋,取10根 四、格构柱稳定性验算
本工程塔吊基础下的格构柱高度最长为20.5m,依据《钢结构设计规范》
(GB50017-2003) ,计算模型选取塔吊最大独立自由高度60m,塔身未采取任何附着装置状态。
1、格构柱截面的力学特性:
格构柱的截面尺寸为0.502×0.502m; 主肢选用:16号角钢b×d×r=160×16mm; 缀板选用(m×m):0.42×0.2
主肢的截面力学参数为 A0=49.07 cm2,Z0=4.55cm,Ix0=1175.08cm2,Iy0=1175.08cm2;
格构柱截面示意图 格构柱的y-y轴截面总惯性矩:
格构柱的x-x轴截面总惯性矩:
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经过计算得到:
Ix=4×[1175.08+49.07×(50.2/2-4.55)2]=87589.85cm4; Iy=4×[1175.08+49.07×(50.2/2-4.55)2]=87589.85cm4; 2、格构柱的长细比计算: 格构柱主肢的长细比计算公式:
其中 H ── 格构柱的总高度,取21.7m;
I ── 格构柱的截面惯性矩,取,Ix=87589.85cm4,Iy=87589.85cm4; A0 ── 一个主肢的截面面积,取49.07cm2。 经过计算得到
x=102.72,
y=102.72。
格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:
其中 b ── 缀板厚度,取 b=0.5m。 h ── 缀板长度,取 h=0.2m。 a1── 格构架截面长,取 a1=0.502m。
经过计算得 i1=[(0.25+0.04)/48+5×0.2520/8]0.5=0.404m。
1=21.7/0.404=53.7。
换算长细比计算公式: 经过计算得到
kx=115.91,
ky=115.91。
3、格构柱的整体稳定性计算:
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式:
其中 N ── 轴心压力的计算值(kN);取 N=1791.33kN;
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A── 格构柱横截面的毛截面面积,取4×49.07cm2;
── 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数;
0x=115.91,
0y=115.91
根据换算长细比
x=0.520,
y=0.520。
查《钢结构设计规范》得到
经过计算得到 :X方向的强度值为175.51N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
Y方向的强度值为175.51N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
4、基础格构柱抗扭验算 1)格构柱上斜腹杆抗扭构造验算 轴心受压格构柱平行于缀材面的剪力为:
VmaxN?85?fy235 其中?为按虚轴换算长细比确定的整体稳定系数。 根据《钢结构设计规范规定》的最大剪力计算公式:
Vmax?A?f85fy235 其中,A为格构柱的全截面面积,f为格构柱钢材设计强度值,强度标准值(235MPa)。
将剪力V沿柱长度方向取为定值。 分配到一个缀材面上的剪力为:
V2
斜腹杆的轴心为:N=V1/cosθ V1?fy为格构柱钢材屈服
取TC6015塔机水平力进行计算:V=112.1Kn
因塔机水平力作用于两根斜支撑上:V’=V/2=112.1/2=56.05KN 斜支撑的轴心压力为:F=V’/cos450=79.25Kn
θ为斜腹杆和水平杆的夹角(45°),斜腹杆的计算长度为3393.6mm。 斜腹杆选用槽钢【16a,其截面参数为: A=21.96cm2,ìx=6.28cm2,ìy=1.83cm