1、一、基礎(chǔ)受力分析,二、參數(shù)信息,塔吊型號:QTZ60 自重(包括壓重)F1=833.00kN，最大起重荷載 F2=60.00kN， 塔吊傾覆力距Mk=787.50kN.m，塔吊起重高度 H=50.00m，塔身寬度B=1.80m， 混凝土強(qiáng)度等級:C35，基礎(chǔ)埋深D=0.00m， 基礎(chǔ)最小厚度h=1.20m， 基礎(chǔ)最小寬度L=5.00m，,三、塔吊基礎(chǔ)承載力計算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002)第5.2條承載力計算。 當(dāng)不考慮附著時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式： V塔吊作用于基礎(chǔ)的豎向力設(shè)計值，它包括塔吊自重，壓重和最大起重荷載。 V=1.2F1+1.4F2 =1.2833+1.46

2、0=1083.6(KN),三、塔吊基礎(chǔ)承載力計算,G基礎(chǔ)自重與基礎(chǔ)上面的土的自重，G=1.2(25.0LLh+20.0LLD) =1.2(25.0551.2+20.0550) = 900.00(kN) L基礎(chǔ)底面的寬度，取L=5.00m W礎(chǔ)底面的抵抗矩， W=LLL/6=555/6=20.83(m3) M傾覆力矩，包括風(fēng)荷載產(chǎn)生的力距和最大起重力距，M=1.4Mk =1.4787.50=1102.50(kN.m),三、塔吊基礎(chǔ)承載力計算,當(dāng)考慮附著時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式： 當(dāng)考慮偏心距較 大時的基礎(chǔ)設(shè)計 值計算公式：,三、塔吊基礎(chǔ)承載力計算,當(dāng)考慮附著時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式： 當(dāng)考慮偏心距較

3、 大時的基礎(chǔ)設(shè)計 值計算公式：,1.請大家根據(jù)圖示關(guān)系，推導(dǎo)一下這個公式。,2.為什么要是eb/6才用這個公式、這個圖示？,三、塔吊基礎(chǔ)承載力計算,a合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣距離(m)，按下式計算：,三、塔吊基礎(chǔ)承載力計算,經(jīng)過計算得到: 無附著的最大壓力設(shè)計值 無附著的最小壓力設(shè)計值,三、塔吊基礎(chǔ)承載力計算,有附著的壓力設(shè)計值 偏心距較大時壓力設(shè)計值,有無問題？,四、地基基礎(chǔ)承載力驗算,地基基礎(chǔ)承載力特征值計算依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007-2002第5.2.3條。 計算公式如下: fak地基承載力特征值，取250.00kN/m2； b基礎(chǔ)寬度地基承載力修正系數(shù)，見表5.2

4、.4，取0.00； d基礎(chǔ)埋深地基承載力修正系數(shù)，見表5.2.4，本工程地基承載力特征值是采用深層平板實驗取得的，故取0.00； 基礎(chǔ)底面以下土的重度，取20.00kN/m3； m基礎(chǔ)底面以上土的重度，取20.00kN/m3； b基礎(chǔ)底面寬度，取5.00m； d基礎(chǔ)埋深度,取0.00m。,四、地基基礎(chǔ)承載力驗算,解得地基承載力設(shè)計值 實際計算取的地基承載力設(shè)計值為:fa=200.00kPa pkfa (5.2.1-1) fa=200.00kPapmax=132.27kPa，滿足要求！ pkmax1.2fa (5.2.1-2) pkmax =136.33kPa 1.2fa=240kPa ，滿足要

5、求！,五、受沖切承載力驗算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007-2002第8.2.7條。 驗算公式如下: Fl應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時作用在A1上的地基土凈反力設(shè)計值 ；,五、受沖切承載力驗算,Al 沖切驗算時取用的部分基底面積(圖8.2.7-1a、b中的陰影面積ABCDEF或圖8.2.7- 1C中的陰影面積ABCD) 。 Al=(5.00+4.10)0.45/2=2.0475 （m2）,五、受沖切承載力驗算,pj扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的地基土單位面積凈反力對偏心受壓基礎(chǔ)可取基礎(chǔ)邊緣處最大地基土單位面積凈反力。,五、受沖切承載力驗算,hp受沖切承載力截面高度影響系

6、數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時hp取1.0，當(dāng)h大于等于2000mm時hp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用。取 hp=0.97； ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，取 ft=1.57kPa； h0 基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度，h0=1.15m ；,五、受沖切承載力驗算,am沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度: at 沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長。當(dāng)計算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時取柱寬；當(dāng)計算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時取上階寬。 at=1.8（m）,五、受沖切承載力驗算,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。當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)(圖8.2.7-1a、b)計算

7、柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度；當(dāng)計算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時，取上階寬加兩倍該處的基礎(chǔ)有效高度。當(dāng)沖切破壞錐體的底面在l方向落在基礎(chǔ)底面以外即a+2h0l時(圖8.2.7-1c)，ab=l 。取ab=a+2h0=1.8+1.15*2=4.1（m） am=(at+ab)/2=(1.8+4.1)/2=2.95(m),五、受沖切承載力驗算,允許沖切力： 實際沖切力不大于允許沖切力設(shè)計值，所以能滿足要求！,六、承臺配筋計算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007-2002第8.2.7條。 1.抗彎計算，計算公式如下: 式中 a1截面I-I至基底邊緣的距離，取 a1=1.

8、60m； p截面I-I處的基底反力設(shè)計值: p=p1-p2a1/L =79.344-52.931.6/5=62.41(kPa)；,六、承臺配筋計算,a截面I-I在基底的投影長度,取 a=5m。 經(jīng)過計算得,六、承臺配筋計算,2.配筋面積計算,公式如下: 依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50010-2002)中7.2條。 1系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時， 1取為1.0,當(dāng)混 凝土強(qiáng)度等級為C80時， 1取為0.94,期間按線性內(nèi)插 法確定； fc混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值， fc =16.7N/mm2； h0承臺的計算高度。,六、承臺配筋計算,經(jīng)過計算得,六、承臺配筋計算,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 G

9、B50010-2002中第9.5.1條 最小配筋率為min= 0.24% （取0.2%與45ft/fy的大者）所以最小配筋面積: As=5000*1200*0.24%= 14400（mm2） 故取 Asx=Asy= 14400 mm2 配筋：3025，As=14727 mm2,作業(yè),1.試推導(dǎo)當(dāng)考慮偏心距較大時（eb/6）的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式. （1）推導(dǎo)當(dāng)eb/6時，基礎(chǔ)設(shè)計值計算計算公式 （2）上述推導(dǎo)出的公式，為什么是在eb/6情況下成立？若eb/6時，上述公式是否也成立？試加以證明。,2. P44第2、4、5題,塔式起重機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計,（四樁基礎(chǔ)）,塔吊四樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算,最常用的塔吊基礎(chǔ)

10、是采用四樁基礎(chǔ)，塔吊樁基礎(chǔ)的設(shè)計的內(nèi)容包括： （1）塔吊基礎(chǔ)承臺頂面的豎向力與彎矩計算 （2）矩形承臺彎矩的計算 （3）矩形承臺截面主筋的計算 （4）矩形承臺截面抗剪切計算 （5）樁承載力驗算和樁豎身極限承載力驗算及樁長計算。,一、塔機(jī)參數(shù),一、塔機(jī)參數(shù),一、參數(shù)信息,塔吊型號: QTZ63 （5510） 塔身寬度B=1.6m，基礎(chǔ)埋深D=0.00m ；樁直徑d=0.40m,樁間距La=3.70m,樁身混凝土強(qiáng)度C25，承臺厚度h=1.20m 混凝土強(qiáng)度:C35,鋼筋級別:級,承臺箍筋間距S=200mm,承臺長度或?qū)挾萀 =4.50m, 保護(hù)層厚度:50mm；,二、風(fēng)荷載計算,k風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(

11、kN/m2)； z高度z 處的風(fēng)振系數(shù)； s風(fēng)載體形系數(shù)； z風(fēng)壓高度系數(shù)；按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001的規(guī)定采用） 0基本風(fēng)壓；按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001的規(guī)定采用）；,1.基本風(fēng)壓,查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）基本風(fēng)壓附錄D5，施工場地位于溫州茶山高教園區(qū)：10年一遇的基本風(fēng)壓w0=0.35kN/m2； 50年一遇的基本風(fēng)壓w0=0.6kN/m2； 100年一遇的基本風(fēng)壓w0=0.7kN/m2；取50年一遇基本風(fēng)壓計算。,0=0.35（kN/m2）,表7.2.1 風(fēng)壓高度變化系數(shù)z,z =1.61,2.風(fēng)壓高度變化

12、系數(shù)z,2.風(fēng)壓高度變化系數(shù)z,地面粗糙度可分為A、B、C、D四類： A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； C類指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。,3.高度z 處的風(fēng)振系數(shù)z, 脈動增大系數(shù)； 脈動影響系數(shù)； z 振型系數(shù)，查表F1.1， z =1； z 風(fēng)壓高度變化系數(shù)。,T1=(0.0070.013)H 鋼結(jié)構(gòu)可取高值，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可取低值。 本例取T1=0.013*50=0.65（S），0T12=0.35*0.652=0.15(KNs2/m2)，=1.96,=0.87,z=1,z,

13、3. 高度z 處的風(fēng)振系數(shù)z, 脈動增大系數(shù)； 脈動影響系數(shù)； z 振型系數(shù)，查表F1.1， z =1； z 風(fēng)壓高度變化系數(shù)。,4. 風(fēng)載體形系數(shù)s,查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB80009-2001）中的表7.3.1中第34項中的“塔架”風(fēng)向情形，擋風(fēng)系數(shù)=0.35，得s=2.1。,s=2.1,5. 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算,二、塔吊基礎(chǔ)承臺頂面的豎向力與彎矩計算,荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合： 1.作用于樁基承臺頂面的豎向力： 塔機(jī)自重：F1 F1=G0+G1+G2+G3+G4 =251+37.4+3.8+19.8+138=450（KN） 起吊重量：F2=60（KN） V= F1 +F2=450+60=510（k

14、N） 2.承臺自重和上面覆土自重 G=25.0LLh+20.0LLD =(25.04.54.51.2+20.04.54.50) = 607.5(kN),二、塔吊基礎(chǔ)承臺頂面的豎向力與彎矩計算,3. 塔吊的傾覆力矩： M=G1*RG1+G2*RG2-G3*RG3-G4*RG4+G1*RG1 +0.9（Qmin*RQmin+c*Fh*H0/2） =37.4*22+3.8*11.5-19.8*6.3-138*11.8 +0.9*（60*11.5+54.656*40/2） =718.168（KN.m）,二、塔吊基礎(chǔ)承臺頂面的豎向力與彎矩計算,荷載效應(yīng)基本組合： 1.作用于樁基承臺頂面的豎向力： 塔機(jī)自

15、重：F1 F1=G0+G1+G2+G3+G4 =251+37.4+3.8+19.8+138=450（KN） 起吊重量：F2=60（KN） V= 1.2*F1 +1.4*F2=1.2*450+1.4*60=624（kN） 2.承臺自重和上面覆土自重 G=1.2*（25.0LLh+20.0LLD ） =1.2*(25.04.54.51.2+20.04.54.50) =729(kN),二、塔吊基礎(chǔ)承臺頂面的豎向力與彎矩計算,3. 塔吊的傾覆力矩： M=1.2*（G1*RG1+G2*RG2-G3*RG3-G4*RG4+G1*RG1) +1.4*0.9*（Qmin*RQmin+c*Fh*H0/2） =1

16、.2*(37.4*22+3.8*11.5-19.8*6.3-138*11.8) +1.4*0.9*（60*11.5+54.656*40/2） =1182.763（KN.m）,三、矩形承臺彎矩的計算,三、矩形承臺彎矩的計算,1. 樁頂豎向力的計算(GB 50007-2002第8.5.3條) n單樁個數(shù)，n=4； V作用于樁基承臺頂面的豎向力設(shè)計值； G樁基承臺的自重標(biāo)準(zhǔn)值； Mx，My承臺底面的彎矩設(shè)計值(kN.m)； xi，yi單樁相對承臺中心軸的X、Y方向距離(m)， xi=yi =1.85m； Ni單樁樁頂豎向力設(shè)計值(kN)。,三、矩形承臺彎矩的計算,按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算Ni 按荷載效

17、應(yīng)基本組合計算Ni,三、矩形承臺彎矩的計算,2. 矩形承臺彎矩的計算(GB 50007-2002第8.5.16條) Mx,My計算截面處X、Y方向的彎矩設(shè)計值(kN.m)； xi,yi單樁相對承臺中心軸的X、Y方向距離(m)； Ni1扣除承臺自重的單樁樁頂豎向力設(shè)計值(kN)，,三、矩形承臺彎矩的計算,經(jīng)過計算得到彎矩設(shè)計值：,四、矩形承臺承臺主筋計算,1. 配筋面積計算,公式如下: 依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50010-2002)中7.2條。 1系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時， 1取為1.0,當(dāng)混 凝土強(qiáng)度等級為C80時， 1取為0.94,期間按線性內(nèi)插 法確定； fc混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)

18、計值， fc =16.7N/mm2； h0承臺的計算高度。,四、矩形承臺承臺主筋計算,經(jīng)過計算得 由于最小配筋率為min= 0.24% （取0.2%與45ft/fy的大者）所以最小配筋面積:As=4500*1200*0.24%= 12960（mm2）。 故取 Asx= Asy = 12960 mm2。,五、矩形承臺截面抗剪切計算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002第8.5.4、8.5.9條。,五、矩形承臺截面抗剪切計算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002第8.5.18條。 V扣除承臺及其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時斜截面的最大剪力設(shè)計值； V=2Ni

19、1=2*476.416=952.832（KN） hs受剪切承載力截面高度影響系數(shù)按下式計算。板的有效高 度h0小于800mm時h0取800mm,h0大于2000nmm時h0取2000nmm 。,五、矩形承臺截面抗剪切計算,剪切系數(shù)； 計算截面的剪跨比x=ax/h0, y=ay/h0。ax、ay為柱邊或承臺變階處至x、y方向計算一排樁的樁邊的水平距離，當(dāng)=3時取=3。,五、矩形承臺截面抗剪切計算,承臺滿足抗剪要求，只需構(gòu)造配箍筋。,六、樁身混凝土承載力驗算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002第8.5.9條） 樁頂軸向壓力設(shè)計值應(yīng)足下面的公式： Q相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的單樁豎

20、向力設(shè)計值 fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值按現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范取值 Ap樁身橫截面積； c工作條件系數(shù)預(yù)制樁取0.75，灌注樁取0.60.7 (水下灌注樁或長樁時用低值),六、樁身混凝土承載力驗算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002第8.5.1條），灌注樁最小配筋率不宜小于0.2%0.65%（小直徑取大值）。,七、樁豎向極限承載力驗算及樁長計算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002第8.5.9條），樁豎向極限承載力驗算應(yīng)滿足下面的公式： Ra單樁豎向承載力特征值； qpa、qsia樁端端阻力樁側(cè)阻力特征值由當(dāng)?shù)仂o載荷試 驗結(jié)果統(tǒng)計分析算得； Ap樁底端橫截面

21、面積； up樁身周邊長度； li第i層巖土的厚度。,七、樁豎向極限承載力驗算及樁長計算,樁進(jìn)入土層厚度及側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值表,六、樁身混凝土承載力驗算,根據(jù)前面的計算，樁的軸向壓力設(shè)計值取 Q=Nmax=473.47kN 樁身混凝土強(qiáng)度為C20，fc=11.90N/mm2； 樁的截面面積，A=(0.4/2)2*3.14=0.126m2； 水下灌注樁取c =0.6； 滿足要求,只需構(gòu)造配筋!,六、樁身混凝土承載力驗算,根據(jù)前面的計算，樁的軸向壓力設(shè)計值取 Q=Nmax=473.47kN 樁身混凝土強(qiáng)度為C20，fc=11.90N/mm2； 樁的截面面積，A=(0.4/2)2*3.14=0.126m2； 水下灌注樁取c =0.6； 滿足要求,只需構(gòu)造配筋!,為什么不取Q=Nmax=781.05KN,六、樁身混凝土承載力驗算,依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002第8.5.1條），灌注樁最小配筋率不宜小于0.2%0.65%（小直徑取大值）。 取min=0.65% As= 0.65%*Ap= 0.65%*0.126*106=819（mm2） 選配：614，As=923mm2,七、樁豎向極限承載力驗算