商务楼塔吊钢构柱基础施工方案

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商务楼塔吊钢构柱基础施工方案

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!

经过计算得到桩抗拔满足要求,只需构造配筋!

建议配筋值:HRB335钢筋某小区绿化施工组织设计,1220。实际配筋值3456.2mm2。

承台自重:Gc=25×Bc×Bc×h×1.2=25×3.20×3.20×1.20×1.2=368.64kN;

作用在基础上的垂直力:

N=1.2×(Gt+Gc+Q)=1.2×(548.00+368.64+60.00)=1171.97kN;

地处上海,基本风压ω0=0.55kN/m2

φ=(3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)

体型系数μs=1.90

查表得:荷载高度变化系数μz=1.35

高度z处的风振系数取:βz=1.0

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.90×1.35×0.55=0.99kN/m2

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:

Mω=ω×Φ×B×H×H×0.5=0.99×0.55×1.60×60.00×60.00×0.5=1576.84kN·m

Mmax=1.4×(Me+Mω+P×h)=1.4×(630.00+1576.84+30.00×1.20)=2242.84kN·m

V=1.2×(ω×B×H×Φ+P)=1.2×(0.55×1.60×60.00×0.55+30.00)=71.13kN

5、每根格构柱的受力计算

作用于承台顶面的作用力:N=1171.97kN

Mmax=2242.84kN·m

图中x轴的方向是随时变化的,计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。

(1)、桩顶竖向力的计算

Ni=(F+G)/4±Mxyi/Σyi2±Myxi/Σxi2;

式中:N-单桩个数,n=4;

F-作用于桩基承台顶面的竖向力设计值;

Mx,My-承台底面的弯矩设计值;

xi,yi-单桩相对承台中心轴的XY方向距离;

Ni-单桩桩顶竖向力设计值;

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值

需要验算桩基础抗拔力。

(2)、桩顶剪力的计算

V0=V/4=71.13/4=17.78kN

二、塔吊与承台连接的螺栓验算

Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×24.002×320/4=144.76kN

Nv=V/n=71.13/16=4.45kN<144.76kN

螺栓抗剪强度满足要求。

其中:n1-塔吊每一个角上螺栓的数量,即:n1=n/4;

Nt-每一颗螺栓所受的力;

Ntb=πde2ftb/4=3.14×21.192×400/4=141.00kN

Nt=Nmin/n1=367.81/4.00=91.95kN<141.00kN

螺栓抗拉强度满足要求。

3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2≤1

其中:Nv、Nt-一个普通螺栓所承受的剪力和拉力;

Nvb、Ntb、Ncb-一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值;

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=((4.45/144.76)2+(91.95/141.00)2)0.5=0.65

螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。

其中Mx1,My1-计算截面处XY方向的弯矩设计值;

Ni1-单桩桩顶竖向力设计值;

经过计算得到弯矩设计值:Mx1=My1=2×0.40×861.64=689.31kN·m。

2、螺栓粘结力锚固强度计算

其中N-锚固力,即作用于螺栓的轴向拉力,N=91.95kN;

d-楼板螺栓的直径,d=24mm;

[fb]-楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.57N/mm2;

h-楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到h要大于91.95×103/(3.14×24.00×1.57)=776.79mm

构造要求:h≥528.00mm;

螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于776.79mm。

3、承台截面主筋的计算

αs=M/(α1fcbh02)

As=M/(γsh0fy)

式中:αl-系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00;

fc-混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2;

fy-钢筋受拉强度设计值,fy=300N/mm2;

经过计算得:αs=689.31×106/(1.000×16.700×3.200×103×(1150.000)2)=0.010;

Asx=Asy=689.31×106/(0.995×1150.000×300)=2007.834mm2;

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

1200×3200×0.15%=5760mm2;

4、承台斜截面抗剪切计算

根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性,记为V=953.80kN。我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满足下面公式:

γ0V≤βfcb0h0

其中:γo-建筑桩基重要性系数,取1.00;

Bc-承台计算截面处的计算宽度,Bc=3200.00mm;

当λ<0.3时,取λ=0.3;当λ>3时,取λ=3,得λ=0.35;

β-剪切系数,当0.3≤λ<1.4时,β=0.12/(λ+0.3);当1.4≤λ≤3.0时,β=0.2/(λ+1.5),得β=0.19;

fc-混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm2;

则,1.00×953.80=953.80kN≤0.19×16.70×3200.00×1150.00/1000=11676.64kN;

经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!

四、单肢格构柱截面验算

A=37.57cm2i=4.28cmI=688.81cm4z0=3.98cm

每个格构柱由4根角钢L140x14组成,格构柱力学参数如下:

An1=A×4=37.57×4=150.28cm2;

ix1=(Ix1/An1)0.5=(62987.52/150.28)0.5=20.47cm;

2、格构柱平面内整体强度

Nmax/An1=953.80×103/(150.28×102)=63.47N/mm2

格构柱平面内整体强度满足要求。

3、格构柱整体稳定性验算

L0x1=lo=9.00m;

λx1=L0x1×102/ix1=9.00×102/20.47=43.96;

An1=150.28cm2;

Ady1=4×20.00×1.40=112.00cm2;

λ0x1=(λx12+40×An1/Ady1)0.5=(43.962+40×150.28/112.00)0.5=44.57;

查表:Φx=0.88;

Nmax/(ΦxA)=953.80×103/(0.88×150.28×102)=72.14N/mm2

格构柱整体稳定性满足要求。

λmax=λ0x1=44.57<[λ]=150满足;

单肢计算长度:l01=a1=50.00cm;

单肢回转半径:i1=4.28cm;

单肢长细比:λ1=lo1/i1=50/4.28=11.68<0.7λmax=0.7×44.57=31.2;

因截面无削弱,不必验算截面强度。

五、整体格构柱基础验算

1、格构柱基础力学参数

Ix1=62987.52cm4An1=150.28cm2

W1=3146.23cm3ix1=20.47cm

格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的,整个基础的力学参数:

An2=An1×4=150.28×4=601.12cm2;

ix2=(Ix2/An2)0.5=(5791872.02/601.12)0.5=98.16cm;

2、格构柱基础平面内整体强度

N/An+Mx/(γx×W)=1171.97×103/(601.12×102)+2242.84×106/(1.0×60332.00×103)=56.67N/mm2

格构式基础平面内稳定满足要求。

3、格构柱基础整体稳定性验算

L0x2=lo=9.00m;

λx2=L0x2/ix2=9.00×102/98.16=9.17;

An2=601.12cm2;

Ady2=2×31.50=63.00cm2;

λ0x2=(λx22+40×An2/Ady2)0.5=(9.172+40×601.12/63.00)0.5=21.58;

查表:φx=0.96;

NEX'=π2EAn2/1.1λ0x22

NEX=238561.57N;

格构式基础整体稳定性满足要求。

λmax=λ0x2=21.58<[λ]=150满足;

单肢计算长度:l02=a2=200.00cm;

单肢回转半径:ix1=20.47cm;

单肢长细比:λ1=l02/ix1=200/20.47=9.77<0.7λmax=0.7×21.58=15.11;

因截面无削弱,不必验算截面强度。

根据以上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=953.80kN;

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:

其中,γo-建筑桩基重要性系数,γo=1.00;

fc-混凝土轴心抗压强度设计值,fc=14.30N/mm2;

A-桩的截面面积,A=πd2/4=0.50m2;

则,1.00×953.80=953.80kN<14.30×0.50×103=7150.00kN;

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!

七、桩竖向极限承载力验算

单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算:

R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp

Qsk=u∑qsikli

其中R-最大极限承载力;

Qsk-单桩总极限侧阻力标准值;

Qpk-单桩总极限端阻力标准值;

ηs,ηp-分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数;

γs,γp-分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数;

qsik-桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;

qpk-极限端阻力标准值;

u-桩身的周长,u=πd=2.51m;

Ap-桩端面积,Ap=0.50m2;

li-第i层土层的厚度;

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)土名称

16.0056.001350.00粘性土

210.0050.001700.00粉土或砂土

由于桩的入土深度为36.00m,所以桩端是在第2层土层。

已知:桩中心距:Sa=a=2.40m,桩直径:d=0.80m,承台宽度:Bc=3.20m,桩入土长度:l=36.00m

由Sa/d=2.40/0.80=3.00,Bc/l=3.20/36.00=0.09

查表得:ηs=1.20,ηp=1.26

R=1308.15kN>953.80kN,桩的竖向极限承载力满足要求!

非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:

Uk=Σλiqsikuili

其中:Uk-桩基抗拔极限承载力标准值;

ui-破坏表面周长,取u=πd=2.51m;

qsik-桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;

λi-抗拔系数,砂土取0.50~0.70,粘性土、粉土取0.70~0.80,桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值;

li-第i层土层的厚度。

经过计算得到Uk=Σλiqsikuili=1533.60kN;

整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:

Ugk=(ulΣλiqsikli)/3=2603.52kN

ul──桩群外围周长,ul=4×(2.4+0.8)=12.80m;

γ0N≤Ugk/2+Ggp

γ0N≤Uuk/2+Gp

Ugk/2+Ggp=2603.52/2+1843.2=3144.96kN>1.0×367.811kN;

Uuk/2+Gp=1533.6/2+452.389=1219.189kN>1.0×367.811kN;

高架入城段市政工程绿化移檀工程施工方案(2019)As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!

经过计算得到桩抗拔满足要求,只需构造配筋!

建议配筋值:HRB335钢筋,1220。实际配筋值3456.2mm2。

箍筋采用螺旋式,直径不应小于6mm,间距宜为150~200mm;受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内箍筋应加密;间距不应大于100mm;当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密;当考虑箍筋受力作用时,箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定;当钢筋笼长度超过4m时,应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。根据以上计算结果,现场塔吊基础配筋及钢构柱规格以塔吊基础剖面及节点详图施工。

㈢、塔吊基础剖面及节点详图

DB34/T 3754-2020标准下载㈣、塔吊桩基配筋及承台配筋

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