金融城塔吊基础知识.docx

金融城地块XX标段塔吊基础方案编制人： 审核人： 审批人： 2012年10月12日40目录1、编制依据12、工程概况13、塔吊主要技术性能24、塔吊位置确定25、组合式塔吊基础施工要点36、塔吊钻孔灌注桩及格构柱的施工47、质量控制措施68、安全技术措施109、塔吊基础的监测、监控1110、应急救援预案1211、塔吊基础设计计算书14金融城地块XX标段塔吊基础方案1、编制依据1.1 建筑地基基础设计规范GB50007-2002； 1.2 混凝土结构设计规范GB50010-2010；1.3 建筑桩基技术规范JGJ94-2008；1.4 钢结构设计规范GB50017-20031.5 建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程JGJ196-20101.6 塔式起重机混凝土基础工程技术规程 JGJ/T187-20091.7 关于印发危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知，建质【2009】87号文；1.8 关于印发南京市建筑工程危险性较大的分部分项工程安全技术管理实施意见的通知（宁建工字2009104号）1.9 C7022、C6018塔式起重机使用说明书；1.10 南京金融城岩土工程勘察报告(工程编号：SE2011KC-T037)1.11 业主提供的建筑、结构电子版图纸。2、工程概况项目名称：金融城地块I标段（I区正负零以下部分及5、6、7号楼正负零以上部分）建设单位：南京金融城建筑发展股份有限公司总包单位：江苏顺通建设集团有限公司建设地点：南京河西CBD二期45号地块建设规模：XX区整体地下室4层，建筑面积为41508；地上由5#、6#、7#楼组成。5#楼为地上33层，建筑高度144.75m，建筑面积42789；6#楼地上45层，建筑高度199.5m，建筑面积64722；7#为地上29层，建筑高度132.40m，建筑面积34043。根据现有场地的要求及现状，结合塔吊厂家提供的产品性能，为了满足垂直运输的设置要求(钢结构吊装)，同时本工程地下室面积大且工期紧的特点，拟布置三台塔吊，作为垂直运输工具，一台C7022塔吊（用于6#楼），两台C6018塔吊（用于5#、7#楼）。3、塔吊主要技术性能本工程地下室面积大，地下四层，地上由5#、6#、7#楼组成，为尽量覆盖整个地下室同时满足地上主楼施工，拟选用一台C7022塔吊，两台C6018塔吊作为主要垂直运输工具。使用的塔式起重机技术性能见下表所示：项目内容塔吊型号、有关参数C7022C6018起升高度（m）210194.8最大起重量（kN）160100最大幅度起重量（kN）2218幅度（m）最大7060最小3.12.5平衡重（t）24.319.3总功率（kW）10673.9塔身标准节截面2×2m2×2m标准节节高3m3m4、塔吊位置确定南京市金融城地块I标段，根据地下室承台、支撑等有关的位置和建筑物周边环境情况，及地上主楼的位置，确定塔吊平面位置、安装高度、基础形式如下：4.1 塔吊平面位置的确定本工程塔吊位置：三台塔吊均布置在基坑内，6#楼C7022塔吊位于6-3轴交6-D6-E轴间，5#楼C6018塔吊位于5-65-7交5-C5-D轴间，7#楼C6018塔吊位于7-47-5轴交7-F7-G轴间。详见塔吊平面位置图。4.2 塔吊臂长、安装高度确定本工程中使用的塔吊共计3台，主要作为地下室、地上施工的垂直运输， C7022塔吊臂长60m，塔吊初次安装高度25m；C6018塔吊原臂长60m，为避免5#楼塔吊与6#楼相碰，5#楼塔吊臂长缩短为55m，为避免7#楼塔吊与6#楼相碰，7#楼塔吊臂长缩短为50m，两塔吊初次安装高度均为20m。4.3塔吊基础的确定本工程四层地下室，现场场地狭小，基坑面积大，三台塔吊均布置在基坑中，同时考虑为避免塔吊基础施工时挖深和拆除方便，塔吊基础采用钢格构柱组合式基础，即由塔吊钢筋砼基础承台、钢格构柱和钻孔灌注桩组成。基础承台位于地下室顶板之上，底标高为+0.600m。5、组合式塔吊基础施工要点塔吊基础逆作法施工5.1 塔吊施工流程：测量定位、放线钢筋砼灌注桩、钢构柱施工承台施工（预埋基座）安装塔吊土方开挖安装系杆焊钢止水片浇筑底板5.2 塔吊施工要点：（1）现场平面布置阶段，并注意避开地下主体结构、工程桩、基坑内支撑，严格按确定的塔吊位置施工。（2）在基坑围护地下连续墙施工完成后即施工塔吊桩基，每台塔吊基础采用4根Ø1000灌注桩，桩顶设计标高20.90m在基础底板下。（3）钻孔灌注桩施工，二次清底的沉渣厚度控制在50mm以内，混凝土按C30水下砼提高一个等级配制；塔吊桩基委托在现场施工工程桩的施工队伍施工，并按其专项施工方案进行操作并有桩基施工记录；桩顶浮浆高度不少于1.5m，确保桩顶部位混凝土密实。（4）钢格构柱插入钻孔灌注桩中不小于3500mm，施工时先将钢格构柱的四根角钢分别与钻孔桩钢筋笼用短钢筋焊接牢固，再整体吊入孔内，吊（插）入桩孔时，应控制钢构柱的垂直与水平二个方向的偏位。特别需防止浇捣混凝土后钢构柱的偏位，施工时必须采用模具定位方法防偏位措施，在混凝土终凝前，严格控制插入的垂直度。（5）土方开挖时，塔机钢格构柱周围的土方应分层对称开挖，减少土体侧移对桩的影响。施工机械应避免碰撞钢格构柱，禁止将支承塔吊基础的钢格构柱作为斜抛撑的中间支承柱。钢构柱之间的水平与斜撑杆（或柱间支撑），必须跟随挖土深度而及时设置并焊接。（6）钢格构柱应在工厂制作，成品后运往工地。现场焊接水平杆与斜撑杆（柱间支撑）等构件，必须持有焊接上岗证的人员施焊。（7）基坑开挖与系杆安装，塔吊经验收后投入使用，在基坑开挖过程中，随基坑开挖自上个而下逐层安装系杆，将4个支承立柱连成整体以保持支承立柱的稳定性。塔吊立柱独立自成体系，不能与支护结构的支撑体系连接，以免支撑体系受力复杂化。（8）钢格构柱内的钢止水片在土方挖至基底标高后，地下室底板和顶板砼浇捣前焊上，钢板止水片置于混凝土结构中部（具体按有关的施工图要求设置）。止水钢板的焊接采用对角交错的方法施焊，减少焊接引起的钢格构柱变形，焊接前应清理钢格构柱，局部打磨平直。（9）塔吊安装在基坑开挖前进行，同常规塔吊安装。（10）地下结构施工期间，适当减小塔吊的安装高度。（11）塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土承台的变形情况；经常观察底脚螺栓有无松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。（12）基础施工时做好塔吊接地，接地用镀锌扁铁制作，电阻不得大于4，一端同预埋节用角钢点焊，另一端与基础承台底板钢筋连接，底板钢筋与桩端的钢筋连接。塔吊基础的地脚螺栓、基础预埋节的预埋安装必须请塔吊安装单位现场验收确定。（13）格构柱处土方开挖至底部到位后，加深该处垫层厚度至30，同时尽快施工该区域基础底板。（14）地下室各层楼面直接浇筑至钢格构柱边，连成一体，使钢格构柱与地下室各层楼面进行有效拉结。6、塔吊钻孔灌注桩及格构柱的施工6.1 塔吊基础塔吊基础形式为桩基础，采用4根Ø1000钻孔灌注桩，呈3.0m×3.0m正方形布置，桩身混凝土强度C30（水下）。有效桩长35米，桩顶标高-20.90m，钢筋笼通长设置。6.2 桩身配筋塔吊基础桩采用1620（1418）钢筋，8200螺旋箍、14加强箍2000，配筋通长,混凝土保护层厚度50mm，其中在桩顶部3500范围内钢筋笼箍筋8100。桩身混凝土强度等级采用C30，钢筋构造具体做法、型号、规格详见附图。6.3 施工工艺 钻孔灌注桩采用泥浆护壁钻孔工法。该种工艺具有孔壁稳定、规则、孔底清渣干净，占地少，无噪音，不怕地下障碍，钻进效率高等优点。6.4 主要机械设备钻孔灌注桩桩机 2台35T汽车吊 1台振捣器 2件电焊机 2台切割机 1台钢筋调直机 1台钢筋弯曲机 1台钢筋切断机 1台6.5 钢筋笼制作与吊放 1）钢筋笼的制作 现场使用钢筋进货时，必须随车付有质量保单，并应进行二次材质检查。钢筋笼制作严格按照设计要求及规范要求进行，钢筋笼制作允许偏差为：主筋间距偏差±10mm 箍筋间距或螺旋筋间距偏差±20mm钢筋笼直径偏差 ±10mm 钢筋笼长度偏差±50mm成型后的钢筋笼应分段加焊砼保护垫块，即可保证钢筋笼下放孔内居中，又能保证主筋砼保护层厚度不小于50mm。各段钢筋笼连接时采用单面焊接，接头位置相互错开。 2）、钢筋笼的吊放钢筋笼起吊时应准确计算好起吊点，防止起吊的钢筋笼弯曲、变形。钢筋笼下放位置应控制准确，孔内固定应牢固。6.6 灌注砼成桩1) 采用C30（水下）商品砼灌注成桩。2) 灌注砼要求砼塌落度在1416cm之间。3) 砼试块的制取应严格按照规范要求进行，并进行标准养护。4) 砼灌注过程中应认真做好原始记录。1) 每次作业开始前都要检查辘轳是否牢固。2) 挖好的桩孔应将孔口盖好。6.7 钢格构柱的设置混凝土灌注桩浇筑完成至指定标高位置，利用起重设备将制作成型的钢格构柱从上往下慢慢插入灌注桩内。施工时注意控制钢格构柱的垂直度、顶面标高，插入灌注桩内的深度须达到3.5米。钢格构柱的具体做法详见附图所示。基坑土方开挖时，靠近钢格构柱部分应注意不得碰撞钢柱体。并要求挖去一部分土层钢格构柱外露约2.0米左右以后即进行第一道钢格构柱斜拉支撑的焊接连接。随着土方的陆续开挖，钢格构柱斜拉支撑也跟着陆续进行焊接连接。钢格构柱斜拉支撑共分为三道，分别进行焊接连接加固。水平支撑和斜撑杆均采用L180×18（L160×14）角钢，分别与格构柱相连接焊接。斜撑杆应分别焊接在格构柱的里侧和外侧两侧面，呈剪刀型布置斜拉撑。格构柱在穿过地下室大底板部位，在格构柱柱身上内外四周均焊接止水钢板。止水钢板采用5mm厚，埋设于大底板中部位置。格构柱其具体施工的焊接连接部位、具体做法如附图所示意。6.8 塔吊基础承台的施工钢格构柱与塔吊基础节通过承台进行连接，桩承台基础尺寸（长×宽×高）：4.80m×4.80m×1.35m。7、质量控制措施1、桩基检查验收灌注桩施工过程中应进行下列检验：（1）灌注混凝土施工前，应按现行行业标准建筑桩基技术规范JGJ94的规定，对成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度进行检验；（2）应对钢筋笼安放的实际位置等进行检查，并应填写相应质量检测、检查记录；2、格构式钢柱检查验收（1）钢材及焊接材料的品种、规格、性能等应符合国家产品标准和设计要求。焊条等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及现行行业标准建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81的规定。（2）焊工应经考试合格并取得合格证书。（3）焊缝厚度应符合设计要求，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤、气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。（4）格构式钢柱及缀件的拼接误差应符合设计要求及现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB 50205 的规定。（5）格构式钢柱的安装误差应符合下表的规定项目允许偏差（）检验方法柱端中心线对轴线的偏差020用吊线和钢尺检查柱基准点标高±10用水准仪检查柱轴线垂直度0.5H/100且35用经纬仪或吊线和钢尺检查3、基础检查验收（1）钢材、水泥、砂、石子、外加剂等原材料进场时，应按现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204）和钢结构工程施工质量验收规范GB50205 的规定作材料性能检验。（2）基础的钢筋绑扎后，应做隐蔽工程验收。隐蔽工程验收应包括塔机基础节的预埋件及预埋节等。验收合格后方可浇筑混凝土。（3）基础混凝土强度等级必须符合设计要求。安装塔机时基础混凝土强度应达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土应达到100%设计强度。（4）基础混凝土施工中，在基础顶面四角应做好沉降及位移观测点，并做好原始记录，塔机安装后应定期观测并记录，沉降量和倾斜率不应超过规范及塔吊说明书的规定。（5）吊装组合式基础的格构式钢柱时，垂直度和上端偏位值不应大于上表规定的允许值。格构式钢柱分肢应位于灌注桩的钢筋笼内且应与灌注桩的主筋焊接牢固。4、焊接质量验收（1）焊条、焊丝、焊剂等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准建筑钢结构焊接技术规程JGJ81的规定。焊条、焊剂等在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘熔和存放。（2）三级焊缝的外观质量应符合表7.2.3的有关规定（3）焊缝焊脚尺寸应符合表7.2.4-1的规定（4）焊缝余高及错边应符合表7.2.4-2的规定 其余未说明的详建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002。8、安全技术措施1、安全技术措施作为安全生产施工的基本保障，必须全力实行。在本工程施工过程中安全技术措施将贯穿施工全过程。2、现场所有机械设备必须按照施工平面布置图进行布置和停放，机械设备的设置和使用必须严格遵守施工现场机械设备安全管理规定，现场机械有明显的安全标志和安全技术操作批示牌，具体要做到：1）所有机械设备应经常性清洁、润滑、紧固、调整、不超负荷和带病工作；2）机械在停用、停电时必须切断电源；3）各分部分项工程，各分管辖地实行“谁主管、谁负责”的原则；4）机电作业地点要有安全环境，夜间有足够照明，停机时间要有可靠的防护措施；5）现场料场、库房的布局应合理规范，易燃易爆物品、有毒物品均应设专库保管，严格执行领用、回收制度；6）施工期间日夜都设有机电工值班，处理机电事故，非专职人员不得触动机电设备。3、本工程施工现场用电贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，确保在施工现场用电中的人身安全和设备安全，使施工现场供用电设施的设计、施工、运行及维护做到安全可靠。(1）、分级配电箱、接线盒的位置选择要求： （A）靠近电源，便于线路的引入和引出； （B）保证不受水冲、水浸，不积水，地面排水坡度不小于0.5%； （C）避开易燃易爆危险地段和有激烈振动的场所。(2)、电焊机 （A）室外电焊机应设置在干燥场所，并设遮棚； （B）电焊机外壳必须可靠接地；电焊机的裸露导电和转动部分应装安全护罩； （C）电焊把钳绝缘必须良好；电焊机二次引出线长度不宜大于30m。4、在施工过程中，要求各作业班组实行谁做谁清，随做随清，做到活完脚下清，工完场地清，以保证施工楼面没有多余的材料及垃圾，在现场搅拌运输砂浆、砼过程中，做到不漏、不洒、不剩。项目总经理部应派专人对各楼层进行清扫、检查，使每个已施工完的结构面清洁、无积灰，而对运入各楼层的材料要求堆放整齐，以使整个楼面整齐划一，各类材料分类堆放整齐，砂石成堆，砖成方。5、进入施工现场必须戴好安全帽。6、土方开挖过程中，避免碰撞钢格构柱及塔吊基础承台，塔吊基础区域土方应从四周开挖，最后采用小挖机单独掏挖，局部人工配合，挖机选择白天作业。每层土方开挖到位后及时安装塔吊基础下钢格构柱的系杆和斜杆。7、施工地段设置各种警戒标志，限制机械、人员靠近塔吊安装区域。起重机作业范围内严禁站人。8、塔吊基础施工期间，专职安全员，加强巡视，对重点工序做好安全监督工作，并做好安全技术交底。9、塔吊基础的监测、监控1、塔基桩施工前，认真复核桩位，确保位置准确，格构柱吊装过程中，必须确保钢格构柱垂直度及位置准确，同时控制好格构柱插入桩的深度。2、塔吊基础施工后，在基础承台上埋设沉降观测点，记录初始数据，塔吊安装完成，使用过程中安排测量员每天对塔吊基础进行沉降观测，并及时将数据统计好后，交予技术负责人及安全员；若沉降趋于稳定，可减少观测频率至每周一次。3、塔吊使用过程中，安排测量员每天对塔吊垂直度进行观测，并及时将数据统计好后，交予技术负责人及安全员。若出现异常情况，应采取相应措施进行处理。10、应急救援预案一、突发事故应急救援预案1. 制定目的：塔机在安装和使用过程中，很容易出现电气设备故障、严重漏电事故、高空坠落事故以及吊装物的坠落事故以致发生人员触电事故、坠落伤亡等常见事故，从而造成财产损失和人员伤亡，为预防突出现的事故，减少财产损失和人员伤亡，积极采取的应急准备和响应预案。2. 机构和职责2.1设立抢险组织机构：抢险总指挥长：顾海华抢救组组长：刘巍组 员：张大新、潘建国人员疏散组组长：黄明组 员：张建兵、杨雪兵排障组组长：高锦华组员：李俊生、黄昭翔车辆引导员：黄善忠2.2各机构人员职责和执行任务（1）指挥长，主要负责事故发生后现场指挥工作，负责调集人员、物资等立即抢险，把人员和物质损失控制在最小限度。并立即报告项目部经理。调查事故原因制定整改措施。（2）抢救组，事故发生后立即开展伤员救护工作，在医疗人员到来前对伤员进行初步医疗护理并运离事故现场，对伤员妥善安置并在医疗人员抵达后帮助医疗人员了解现场人员伤亡情况，以利抢救并辅助搬运伤员。（3）人员疏散组，主要负责事故发生后疏散与抢险、抢救工作无关人员，指引人员到安全地带，避免扩大伤亡。（4）排障组，负责事故发生后事故现场的清理工作，为抢救伤员工作扫清障碍，并负责搜救伤员和防止连锁事故。（5）车辆引导员，负责引导场内车辆为抢险腾出有效空间，同时引导消防和救护车辆进入场地合理布局、有效作业。3、应急和响应措施3.1事故发生后，最先发现者要立即报告直接领导、主管领导或值班领导，领导接到报告后，应立即组织对伤亡人员的抢救，采取有效措施控制事态扩大，并逐级向上报告；3.2抢救组首先要了解事故情况以及伤员地点、数量和轻伤，然后依情况分组携带必要器械组织救护；3.3人员疏散组立即在组长指挥下奔赴通往事故地点的通道，指挥人员有序行动，并为方便医疗和抢险人员及时进入事故现场维持人员撤离秩序；3.4排障组得到事故信息立即分别组织人员携带器械赶赴现场，搜救被重物压住、掩盖的伤员，同时清理事故现场障碍物，为投入更多抢险人员并进行有效工作提供方便，同时观察事故现场情况，对于潜在安全隐患及时采取措施进行防护或排除；3.5车辆引导员要时刻注意场内抢险部署，及时引导对抢险和人员撤离有影响的车辆转移到妥善地点，在消防和救护车赶到现场时引导员指引车辆进入现场，需要车辆、大型机械辅助抢险时及时联系相关人员；3.6保安组自始至终要维持好现场秩序，禁止无关人员靠近事故现场及消防场地，保护消防设施，制止一切对抢险活动起消极作用的行为；3.7每个抢险小组成员都要明确自己在事故发生时的职责，还应进行预演来检查应急的组织、人员、设施、工具是否能满足抢险的要求，如有不符合抢险要求的环节和措施应予以纠正。4、应急预案的装备、防护用品4.1、基本装备序号名 称用 途序号名 称用 途1扳 手清除障碍6铁 锹清除障碍2撬 棍清除障碍7镐清除障碍3移动电话联络通讯8大型照明灯具照 明4钳子清除障碍9指挥旗指挥联络5大绝缘剪清除障碍10绳 索救 护4.2、特种防护品：如绝缘鞋、绝缘手套，绝缘电木、千斤顶等； 4.3、一般性防救护品序号名 称用 途序号名 称用 途1急救箱消 毒5担 架救 护2绷 带止血、包扎6手电筒照 明3温度计测量体温7医 生救 护4手术剪清理黏结衣物等8担 车转运伤员5 应急预案的技术措施5.1积极按照施工国家标准规范规定的要求开展和组织抢救，防止事态的继续发展、扩大。5.2及时划分应急区域、安全区域，事故边坡危害半径以内的任何区域为应急区域范围。5.3开展救援工作时，制定统一的指挥信号和行动方案、组织路线，任何人的行动和作业都必须服从统一指挥和领导。5.4坚强救援工作时的过程控制，提高救援工作质量，及时处理好连带突发事故。5.5、及时报告塔机的安装和租赁部门，使他们及时了解和采取应急措施。5.6、加强应急救援措施的开展工作、进一步提高应急水平，防止事态的进一步扩大。5.7、处理电气故障应由专业电工进行。11、塔吊基础设计计算书1、塔吊基础上表面受力情况C7022 Fv(kN)Fh(kN)M(kN.m)T(kN.m)工作时951.9544.272749.85非工作时910.12152.772859.25C6018 Fv(kN)Fh(kN)M(kN.m)T(kN.m)工作时807.7434.631660.03非工作时677.01124.152099.732、C7022矩形格构式基础计算书一、塔机属性塔机型号SCM-C7022塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)48.7塔机独立状态的计算高度H(m)56.6塔身桁架结构型钢塔身桁架结构宽度B(m)2二、塔机荷载 1、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)951.95起重荷载标准值Fqk(kN)160竖向荷载标准值Fk(kN)1111.95水平荷载标准值Fvk(kN)44.27倾覆力矩标准值Mk(kN·m)2749.85非工作状态竖向荷载标准值Fk'(kN)951.95水平荷载标准值Fvk'(kN)152.77倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)2859.25 2、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.35Fk11.35×951.951285.13起重荷载设计值FQ(kN)1.35FQk1.35×160216竖向荷载设计值F(kN)1285.13+2161501.13水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.35×44.2759.76倾覆力矩设计值M(kN·m)1.35Mk1.35×2749.853712.3非工作状态竖向荷载设计值F'(kN)1.35Fk'1.35×951.951285.13水平荷载设计值Fv'(kN)1.35Fvk'1.35×152.77206.24倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.35Mk1.35×2859.253859.99三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.35承台长l(m)4.8承台宽b(m)4.8承台长向桩心距al(m)3承台宽向桩心距ab(m)3桩直径d(m)1承台参数承台混凝土等级C35承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h'(m)0承台上部覆土的重度'(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁否矩形桩式基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h'')=4.8×4.8×(1.35×25+0×19)=777.6kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×777.6=1049.76kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(32+32)0.5=4.24m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(951.95+777.6)/4=432.39kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(951.95+777.6)/4+(2859.25+152.77×22)/4.24=1899.42kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(951.95+777.6)/4-(2859.25+152.77×22)/4.24=-1034.64kN 2、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L =(1285.13+1010.88)/4+(3859.99+206.24×22)/4.24=2564.21kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(1285.13+1010.88)/4-(3859.99+206.24×22)/4.24=-1396.77kN四、格构柱计算格构柱参数格构柱缀件形式缀板格构式钢柱的截面边长a(mm)550格构式钢柱计算长度H0(m)23.15缀板间净距l01(mm)300格构柱伸入灌注桩的锚固长度(m)3格构柱分肢参数格构柱分肢材料L180X18分肢材料截面积A0(cm2)61.95分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm)3.53格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4)1881.12分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0(cm)5.13分肢材料强度设计值fy(N/mm2)235分肢材料抗拉、压强度设计值f(N/mm2)215格构柱缀件参数格构式钢柱缀件材料500×200×16格构式钢柱缀件截面积A1x'(mm2)3200焊缝参数角焊缝焊脚尺寸hf(mm)10焊缝计算长度lf(mm)200焊缝强度设计值ftw(N/mm2)160 1、格构式钢柱换算长细比验算 整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩： I=4I0+A0(a/2-Z0)2=4×1881.12+61.95×(55.00/2-5.13)2=131527.79cm4 整个构件长细比：x=y=H0/(I/(4A0)0.5=2315/(131527.79/(4×61.95)0.5=100.48 分肢长细比：1=l01/iy0=30.00/3.53=8.5 分肢毛截面积之和：A=4A0=4×61.95×102=24780mm2格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：0 max=(x2+12)0.5=(100.482+8.52)0.5=100.84 满足要求！ 2、格构式钢柱分肢的长细比验算 1=8.5min(0.50max，40)=min(0.5×100.84，40)=40 满足要求！ 3、格构式钢柱受压稳定性验算 0max(fy/235)0.5=100.84×(215/235)0.5=100.84 查表钢结构设计规范GB50017附录C：b类截面轴心受压构件的稳定系数：=0.511 Qmax/(A)= 2564.21×103/(0.549×24780)=188.49N/mm2f=215N/mm2满足要求！由于计算过程中，单肢钢构柱未考虑整体之间水平腹杆及斜腹杆的连接，计算长度取整根钢格构柱，偏于安全。 4、缀板验算钢格构柱剪力计算按A为格构式钢柱四肢的毛截面面积之和，A=4Aof钢材的抗拉、抗压强度设计值fy钢材的强度标准值（屈服强度）代入上式得缀板所受弯矩、剪力式中：Mo单个缀板承受的弯矩 Vo单个缀板承受的剪力 b1分肢型钢形心轴之间的距离 L1格构式钢柱的一个节间长度，即相邻缀板轴线距离分肢型钢形心轴之间距离：b1=a-2Z0=0.55-2×0.0513=0.45m代入上式得：缀板选择500×200×12， 5、缀板焊缝验算 采用三面周围角焊缝。计算时偏安全考虑只取端部纵向焊缝，lw取200，焊角尺寸取hf=10，则有 则hf=10，完全满足要求。6、四个格构柱组成的整体验算根据钢结构设计规范压弯构件强度计算 （5.2.1）其中，四个格构柱组合体对x、y轴惯性矩 所以整体格构柱强度满足要求。长细比7、四个格构柱间水平杆、斜腹杆计算四个钢格构柱之间水平杆、斜腹杆取L180×18角钢，等同于格构柱间缀条进行计算。柱所受剪力斜腹杆（缀条）承受的轴向压力斜腹杆长长细比查表得，稳定系数，斜腹杆强度、刚度均满足要求。格构柱所受剪力主要由斜腹杆承受，水平杆受力较小，故强度满足要求。水平杆稳定性计算水平杆稳定性满足要求。8、钢格构柱拼接焊缝验算 在通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用下的焊缝强度按下式计算： f = N/helw ffw 式中 N 构件轴心拉力或轴心压力，取 N2564.21/8=320.53 kN； lw对接焊缝或角焊缝的计算长度，取 lw=400 mm； he 角焊缝的有效厚度，对直角角焊缝he = 0.7hf= 7 mm； hf较小焊脚尺寸,取 hf= 10 mm； f按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力； ffw角焊缝的强度设计值。取 ffw = 160 N/mm2； 剪应力 f =320.53×103/(7×500)=91.58N/mm2 160 N/mm2，满足要求！h=500钢格构柱拼接接头详图五、桩承载力验算C7022塔吊基桩靠近64-64剖面JK240号孔，以JK240号孔参数为例，桩入土深度L=35米。桩参数桩混凝土强度等级C30（水下）桩基成桩工艺系数C0.75桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)35桩入土深度lt(m)35桩配筋自定义桩身承载力设计值否桩混凝土类型钢筋混凝土桩身普通钢筋配筋HRB400 1620地基属性是否考虑承台效应否土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)-2层淤泥质粉质粘土111100.7-1层粉细砂10.43000.7-2层粉细砂11.23500.6-粗砾砂2.45610000.6- 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.14×1=3.14m 桩端面积：Ap=d2/4=3.14×12/4=0.79m2 Ra=uqsia·li+qpa·Ap =3.14×(11×11+10.4×30+11.2×35+2.4×56)+1000×0.79=3802.52kN Qk=432.39kNRa=3802.52kN Qkmax=1899.42kN1.2Ra=1.2×3802.52=4563.02kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算Qkmin=-1034.64kN<0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=1034.64kN 桩身的重力标准值：Gp=ltApz=35×0.79×25=687.22kN Ra'=uiqsiali+Gp=3.14×(0.7×11×11+0.7×10.4×30+0.6×11.2×35+0.6×2.4×56)+687.22=2630.69kN Qk'=1034.64kNRa'=2630.69kN 满足要求！ 3、桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd2/4=16×3.14×202/4=5027mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=2341.8kN cfcAp+0.9fy'As'=(0.75×14×0.79×106 + 0.9×(360×5026.55)×10-3=10232.95kN Q=2564.21kNcfcAp+0.9fy'As'=10232.95kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=1396.77kN fyAS=360×5026.55×10-3=1809.56kN Q'=1396.77kNfyAS=1809.56kN 满足要求！ 4、桩身构造配筋计算 As/Ap×100%=(5026.55/(0.79×106)×100%=0.64%0.45%满足要求！矩形桩式桩配筋图 矩形桩式钻孔灌注桩详图六、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB335 25170承台底部短向配筋HRB335 25170承台顶部长向配筋HRB335 25170承台顶部短向配筋HRB335 25170 1、荷载计算 承台有效高度：h0=1300-50-25/2=1238mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(2341.8+(-1193.79)×4.24/2=2435.29kN·m X方向：Mx=Mab/L=2435.29×3/4.24=1722.01kN·m Y方向：My=Mal/L=2435.29×3/4.24=1722.01kN·m 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=1285.13/4 + 3859.99/4.24=1231.09kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1238)1/4=0.9 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3-2-1)/2=0m