消防支队1

十字交叉梁天然基础计算书本计算书主要依据施工图纸及以下规范、参考文献编制：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、本工程用《塔吊使用说明书》、地质勘探报告和施工现场总平面布置图等编制。基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QTZ40；塔吊自重Gt：256.76kN；标准节长度b：2.2m；最大起重荷载Q：39.2kN；塔身宽度B：1.45m；主弦杆材料：角钢；塔吊起升高度H：29.7m；非工作状态时：额定起重力矩Me：400kN·m；基础所受的水平力P：20kN；工作状态时：额定起重力矩Me：400kN·m；基础所受的水平力P：50kN；2、风荷载基本参数所处城市：江苏盐城风荷载高度变化系数μz：1.42；地面粗糙度类别：B类田野乡村；非工作状态时，基本风压ω0：0.45kN·m；工作状态时，基本风压ω0：0.45kN·m；3、基础基本参数交叉梁截面高度h1：1.2m；交叉梁宽t：1m；基础上部中心部分正方形边长a1：2.3m；混凝土强度等级：C35；承台混凝土保护层厚度：50mm；基础埋置深度d：1.6m；十字交叉梁上部钢筋直径：16mm；十字交叉梁上部钢筋型号：HRB335；十字交叉梁底部钢筋直径：25mm；十字交叉梁底部钢筋型号：HRB335；十字交叉梁箍筋直径：10mm；十字交叉梁箍筋型号：HPB235；十字交叉梁箍筋肢数：1；4、地基基本参数地基承载力特征值fak：325kN/m2；基础宽度的地基承载力修正系数ηb：0；基础埋深的地基承载力修正系数ηd：1；基础底面以下土的重度γ：17.3kN/m3；基础底面以上土的加权平均重度γm：18.2kN/m3；地基承载力设计值fa：345.02kN/m2；非工作状态下荷载计算一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算1、塔吊竖向力计算塔吊自重：G=256.760kN；塔吊最大起重荷载：Q=39.200kN；作用于塔吊的竖向力：F=1.2×G+1.2×Q=1.2×256.760+1.2×39.200=355.152kN；2、塔吊风荷载计算依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：地处江苏盐城，基本风压为ω0=0.45kN/m2；查表得：荷载高度变化系数μz=1.42；挡风系数计算：φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/Bbφ=[(3×1.45+2×0.25+(4×(0.25)2+(1.45)2)0.5)×0.25]/(1.45×2.20)=0.971因为是角钢/方钢，体型系数μs=1.90；高度z处的风振系数取：βz=1.0；所以风荷载设计值为：ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.90×1.42×0.45=0.85kN/m2；3、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.85×0.97×1.45×29.70×29.70×0.5=527.75kN·m；Mmax=1.4×(Me+Mω+P×h1)=1.4×(400.00+527.75+20.00×1.20)=1332.45kN·m；二、塔吊抗倾覆稳定验算基础抗倾覆稳定性按下式计算：e=M/(F+G)≤20.5Bc/3式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；M──作用在基础上的弯矩；F──作用在基础上的垂直载荷；G──混凝土基础重力，G=25×1.2×21.493=644.79kN；Bc──为基础的底面宽度；计算得：e=1332.450/(355.152+644.790)=1.333m20.5×5.000/3=2.357m；基础抗倾覆稳定性满足要求！三、地基承载力验算e=M/(F+G)=1332.45/(355.152+644.79)=1.333≥Bc/6=5/6=0.833地面压应力计算：Pmax=[a(F+G)]/(20.5Bc3/18-Bc2a+3×20.5Bca2-3a3)式中F──作用在基础上的垂直载荷；G──混凝土基础重力；a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算：a=Bc/20.5-Mmax/(F+G)=5.000/20.5-1332.450/(355.152+644.790)=2.200m；不考虑附着基础设计值：Pmax=[2.2(355.152+644.79)]/(20.5×53/18-52×2.2+3×20.5×5×2.22-3×2.23)=86.105kPa；地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.3条，计算公式如下:fa=fak+ηbγ(Bc-3)+ηdγm(d-0.5)式中fa--修正后的地基承载力特征值；fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定，取325.000kN/m2；ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取γ=17.300kN/m3；Bc--基础底面宽度，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取Bc=5.000m；γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取γm=18.200kN/m3；d--基础埋置深度(m)，取d=1.600m；解得修正后的地基承载力特征值：fa=345.020kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=345.020kPa；地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=86.105kPa，满足要求！四、基础受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。验算公式如下:F1≤0.7βhpftamho式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0；当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按照线性内插法取用；取βhp=0.97；ft--混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57N/mm2；ho--基础冲切破坏锥体的有效高度，取ho=0.15m；am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，am=[21/2×(Bc-a1)-t]/2=[21/2(5-3.5)-1]/2=0.561m；Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值，Fl=Pmaxam2=86.11×0.562=27.07kN；允许冲切力：0.7×0.97×1.57×560.66×150.00=89344.002N=89.344kN≥Fl=27.07kN；实际冲切力小于允许冲切力设计值，满足要求！五、交叉梁截面主筋的计算1、梁弯矩计算MI＝Pmax(mS3/3-S4/6)/m式中Pmax--基础设计值，取Pmax＝86.105kPa；m--基础梁底部应力最大处与应力为0处的距离，m＝7.071m；s--基础边缘至最近塔吊脚的距离，s=2.51m；经计算得：MI=86.105×(7.071×2.513/3-2.514/6)/7.071=373.408kN·m；2、截面配筋计算As=M/(γsh0fy)αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2式中，αl──系数，当混凝土强度等级不超过C50时，αl取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，αl取为0.94，其间按线性内插法确定；取α1=1.00；fc──混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70N/mm2；ho──有效计算高度；fy──钢筋受拉强度设计值；(1)、梁上部配筋计算单筋距形截面所能承受的最大弯矩：M=αlfctho2ζb(1-0.5ζb)=8477.35kN·mMI=373.408kN·m梁上部只需构造配筋。由于最小配筋率为0.2%，所以最小配筋面积为:1200×1000×0.2%=2400mm2建议配筋值：HRB335钢筋，816，实际配筋值2412.743mm2。(2)、梁底配筋计算：αs=373.408×106/(1.00×16.70×1000.00×1150.002)=0.017；ξ=1-(1-2×0.017)0.5=0.017；γs=1-0.017/2=0.991；As=373.408×106/(0.991×1150.00×300)=1091.648mm2。由于最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为:1200×1000×0.15%=1800mm2。故取As=1800.00mm2。建议配筋值：HRB335钢筋，425。实际配筋值1963.495mm2。(3)、梁箍筋计算：Fl=27.07kN,选择Φ10，1肢箍，Asv1=78.54mm2；s≤(1.25nfyvh0Asv1)/(V-0.7Ftbh0)ρsv=nAsv1/bsρsvmin=0.24ft/fyvs=300mm最小配箍率:ρsv=nAsv1/bs=1×78.540/(1000.00×40.00)=0.0020ρsvmin=0.24ft/fyv=0.24×1.57/210=0.0018建议配筋值：HPB23510@300工作状态下荷载计算一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算1、塔吊竖向力计算塔吊自重：G=256.760kN；塔吊最大起重荷载：Q=39.200kN；作用于塔吊的竖向力：F=1.2×G+1.2×Q=1.2×256.760+1.2×39.200=355.152kN；2、塔吊风荷载计算依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：地处江苏盐城，基本风压为ω0=0.45kN/m2；挡风系数计算：φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/Bbφ=(3×1.45×0.25+2×2.20×0.25+(4×(1.45)2+(2.20)2)0.5×0.25)/(1.45×2.20)=0.971因为是角钢/方钢，体型系数μs=1.90查表得：荷载高度变化系数μz=1.42高度z处的风振系数取：βz=1.0所以风荷载设计值为：ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.90×1.42×0.45=0.85kN/m23、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.85×0.97×1.45×29.70×29.70×0.5=527.75kN·mMmax=1.4×(Me+Mω+P×h1)=1.4×(400.00+527.75+50.00×1.20)=1382.85kN·m二、塔吊抗倾覆稳定验算基础抗倾覆稳定性按下式计算：e=M/(F+G)≤20.5Bc/3式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；M──作用在基础上的弯矩；F──作用在基础上的垂直载荷；G──混凝土基础重力，G=25×1.2×21.493=644.79kN；Bc──为基础的底面宽度；计算得：e=1382.850/(355.152+644.790)=1.383m20.5×5.000/3=2.357m；基础抗倾覆稳定性满足要求！三、地基承载力验算e=M/(F+G)=1382.85/(355.152+644.79)=1.383≥Bc/6=5/6=0.833地面压应力计算：Pmax=[a(F+G)]/(20.5Bc3/18-Bc2a+3×20.5Bca2-3a3)式中F──作用在基础上的垂直载荷；G──混凝土基础重力；a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算：a=Bc/20.5-Mmax/(F+G)=5.000/20.5-1382.850/(355.152+644.790)=2.150m；不考虑附着基础设计值：Pmax=[2.15(355.152+644.79)]/(20.5×53/18-52×2.15+3×20.5×5×2.152-3×2.153)=88.422kPa；地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.3条，计算公式如下:fa=fak+ηbγ(Bc-3)+ηdγm