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[上海]住宅楼工程格构式塔吊施工方案（中天建设，135页）.doc

轴心压力设计值N=1325.9KN；焊高20，采用E50系列焊条。

焊缝有效厚度He=焊缝宽度×0.7=14mm，取12mm

筋板焊缝长度取单面计算；焊缝长度Lw=（590+282+283）×2+290×2=2890， 取2700m计算

根据角焊缝的强度公式：

GB／T 34484.2-2018标准下载σf=F/(He*Lw)≦[σ]

σf=1325.9×1000/2700/12=40.93 N/mm2＜150 N/mm2

4，塔机支腿与支腿贴板焊缝的校核：

轴心压力设计值N=1325.9KN；焊高30，采用E50系列焊条。

焊缝有效厚度He=焊缝宽度×0.7=21mm，取12mm

筋板焊缝长度取单面计算；焊缝长度Lw=135×4+165×8=1860， 取1860mm计算

根据角焊缝的强度公式：

σf=F/(He×Lw)≦[σ]

σf=1325.9×1000/1860/12/0.7=84.86N/mm2＜150 N/mm2

5#塔吊四桩基础的计算书

塔吊型号: QTZ100 塔机自重标准值:Fk1=1000.00kN 起重荷载标值:Fqk=80.00kN

塔吊最大起重力矩:M=2350.00kN.m 塔吊计算高度: H=45m 塔身宽度: B=1.90m

桩直径: d=0.800m 桩间距: a=3.000m 桩钢筋级别: HRB400

桩入土深度: 25.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩

计算简图如下：

1. 自重荷载及起重荷载

1) 塔机自重标准值

Fk1=1000kN

2) 基础以及覆土自重标准值

Gk=5×5×1.50×25=937.5kN

承台受浮力：Flk=5×5×1.50×10=375kN

3) 起重荷载标准值

Fqk=80kN

2. 风荷载计算

1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)

=0.8×1.49×1.95×1.69×0.2=0.79kN/m2

=1.2×0.79×0.35×1.9=0.63kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.63×45.00=28.21kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×28.21×45.00=634.78kN.m

2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.55kN/m2)

=0.8×1.55×1.95×1.69×0.55=2.25kN/m2

=1.2×2.25×0.35×1.90=1.79kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=1.79×45.00=80.71kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×80.71×45.00=1815.95kN.m

3. 塔机的倾覆力矩

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

非工作状态下：

Qk=(Fk+Gk)/n=(1000+937.50)/4=484.38kN

Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

=(1000+937.5)/4+(1615.95+80.71×1.50)/4.24=893.85kN

工作状态下：

Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(1000+937.50+80)/4=504.38kN

Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

=(1000+937.5+80)/4+(2486.30+28.21×1.50)/4.24=1100.47kN

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=1.35×1100.47=1485.63kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中 c──基桩成桩工艺系数，取0.75

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=502655mm2。

经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=695.503mm2。

由于桩的最小配筋率为0.52%，计算得最小配筋面积为2612mm2

综上所述，全部纵向钢筋面积2612mm2

轴心竖向力作用下，Qk=504.38kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=1100.47kN.m

桩基竖向承载力必须满足以下两式：

单桩竖向承载力特征值按下式计算：

其中 Ra──单桩竖向承载力特征值；

qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；

qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；

u──桩身的周长，u=2.51m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；

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:

由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在第⑦1－2层土层。

最大压力验算:

Ra=2.51×(4.97×10+4.9×15+6.8×22.5+2.5×22.5+2.6×27.5+3.23×35)+800×0.50=1701.49kN

由于: Ra = 1701.49 > Qk = 504.38,所以满足要求!

由于: 1.2Ra = 2041.79 > Qkmax = 1100.47,所以满足要求!

六.桩的抗拔承载力验算

桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：

式中 Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；

i──抗拔系数；

Ra=2.51×(0.750×4.97×20+0.750×4.9×30+0.750×6.8×45+0.750×2.5×45+0.750×2.6×55+0.750×3.23×70)=2022.106kN

由于: 2022.11+188.50 >= 185.47 满足要求!

七.桩式基础格构柱计算

1. 格构柱截面的力学特性：

格构柱的截面尺寸为0.45×0.45m；

主肢选用:16号角钢b×d×r=160×16×16mm；

缀板选用(m×m):0.01×0.40

主肢的截面力学参数为 A0=49.07cm2，Z0=4.55cm，Ix0=1175.08cm4，Iy0=1175.08cm4；

格构柱截面示意图

经过计算得到：

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10.00m；

I ── 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=67938.36cm4，Iy=67938.36cm4；

A0 ── 一个主肢的截面面积，取49.07cm2。

经过计算得到x=53.75,y=53.75。

其中 b ── 缀板厚度，取 b=0.01m。

h ── 缀板长度，取 h=0.40m。

a1── 格构架截面长，取 a1=0.45m。

经过计算得 i1=[(0.012+0.402)/48+5×0.452/8]0.5=0.36m。

1=10.00/0.36=27.75。

换算长细比计算公式：

经过计算得到kx=60.49,ky=60.49。

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=1.35Qkmax=1177.93kN；

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；

根据换算长细比 0x=60.49,0y=60.49≤150 满足要求!

查《钢结构设计规范》得到x=0.81,y=0.81。

X方向： N/A=1177930/(0.81×19626.8)=74≤215.00 N/mm2 满足要求!

Y方向： N/A=1177930/(0.81×19626.8)=74≤215.00 N/mm2 满足要求!

4. 格构分肢的长细比验算：

由于格构形式采用角钢+缀板，分肢选取16号角钢b×d×r=160×16×16mm，其回转半径i=31.4mm。

1=L/i=500/31.4=15.92≤0.5×

0x=30.24 且小于等于40 满足要求!

7.1.1钢平台的计算

选取较大吨位塔机ZJ6015的技术参数作为计算模型。

1.钢承台主梁内力计算

计算模型选用塔吊起重臂45°时，塔吊对其支腿分别为最大压力、最大拉力，钢平台主梁为最危险工况。

② 受力计算 （以向垂直向下为正）

按照QTZ100(ZJ6015)塔机使用说明书，塔机不同高度时对基础的载荷见下表，塔机未附着前安装最大独立高度时，对基础产生的荷载值最大，故基础的设计及验算按荷载最大的状态进行。

按简支梁计算钢平台主梁内力，计算简图如下：

解得：（单支钢构筑最大受力），

根据计算，绘制梁的实际受力图、剪力图和弯矩图：

最大剪力：（单支钢构筑最大受力），最大弯矩：

选取截面：Q345B低合金钢，型钢，使用沿梁全场外加25mm厚的钢板组成箱型截面（见下图），塔吊支腿和格构柱作用处另加横向加劲肋以增加局部抗压能力。

整体稳定性验算：钢梁受压翼缘自由长度为4243mm，宽度=400mm，且梁跨中翼缘有双面侧向支撑，根据钢结构设计规范，对H型钢，当时，不需要验算梁的整体稳定性。

挠度验算：在荷载作用处梁的挠度最大，最大挠度为：

，取，则，

带入数据解得， 满足！

翼缘板：条件，满足!

腹板：考虑受压翼缘扭转不受约束的情况，腹板稳定条件为

，可以

验算结果完全符合要求，所设计的梁截面合适！

钢承台主梁腹板加劲肋设计

，因在塔吊支腿和格构柱作用处有局部压应力，按构造要求沿腹板两侧分别配置横向加劲肋和支撑加劲肋，构造要求如下：

宽度：； 厚度：； 间距：

加劲肋与梁采用角焊缝连接，手工焊，焊条采用E50**系列。

焊脚尺寸要求：（t为较厚焊件厚度）；（t为较薄焊件厚度）。

梁的加劲肋及其焊缝布置如下图所示：

钢承台采用十字梁，其中一根按下图整体式制作，另一根分段制作后与本梁焊接。

钢平台分别与格构柱、塔机部分连接计算

封口板设计：采用Q345B钢材，尺寸：，同时配置筋板，详图如下：

1，封口板与格构柱焊缝的校核：

格构柱轴心压力设计值N=833.62KN；焊高20，采用E50系列焊条。

焊缝有效厚度He=焊缝宽度×0.7=14mm，取12mm

筋板焊缝长度取单面计算；焊缝长度Lw=8×160+8×120=2240， 取2000mm计算

根据角焊缝的强度公式：

σf=F/(He×Lw)≦[σ]

σf=833.62×1000/2000/12=34.74N/mm2＜150 N/mm2

2，封口板与H型钢焊缝的校核：

轴心压力设计值N=833.62KN；焊高20，采用E50系列焊条。

焊缝有效厚度He=焊缝宽度×0.7=14mm，取12mm

筋板焊缝长度取单面计算；焊缝长度Lw=590+282+283+590+195+194+290×2=2714， 取2500mm计算

根据角焊缝的强度公式：

σf=F/(He×Lw)≦[σ]

σf=833.62×1000/2500/12=27.8 N/mm2＜150 N/mm2

3，塔机支腿贴板与H型钢焊缝的校核：

轴心压力设计值N=1325.9KN；焊高20，采用E50系列焊条。

焊缝有效厚度He=焊缝宽度×0.7=14mm，取12mm

筋板焊缝长度取单面计算；焊缝长度Lw=（590+282+283）×2+290×2=2890， 取2700m计算

根据角焊缝的强度公式：

GB／T 4473-2018标准下载σf=F/(He*Lw)≦[σ]

σf=1325.9×1000/2700/12=40.93 N/mm2＜150 N/mm2

4，塔机支腿与支腿贴板焊缝的校核：

轴心压力设计值N=1325.9KN；焊高30，采用E50系列焊条。

焊缝有效厚度He=焊缝宽度×0.7=21mm，取12mm

筋板焊缝长度取单面计算；焊缝长度Lw=135×4+165×8=1860， 取1860mm计算

根据角焊缝的强度公式：

σf=F/(He×Lw)≦[σ]

JB／T 4287-2015标准下载σf=1325.9×1000/1860/12/0.7=84.86N/mm2＜150 N/mm2