矩形格构式塔吊基础计算书
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矩形格构式基础计算书计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、塔机属性
塔机竖向荷载简图1、塔机自身荷载标准值
k
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
G k=bl(hγc+h'γ')=4.8×4.8×(1.6×25+0×19)=921.6kN
承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.2G k=1.2×921.6=1105.92kN
桩对角线距离:L=(a b2+a l2)0.5=(3.32+3.32)0.5=4.667m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:Q k=(F k+G k+G p2)/n=(2898.63+921.6+20)/4=960.058kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Q kmax=(F k+G k+G p2)/n+(M k+F Vk h)/L
=(2898.63+921.6+20)/4+(3646.752+60.637×1.6)/4.667=1762.253kN
Q kmin=(F k+G k+G p2)/n-(M k+F Vk h)/L
=(2898.63+921.6+20)/4-(3646.752+60.637×1.6)/4.667=157.862kN
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:
Q max=(F+G+1.35×G p2)/n+(M+F v h)/L
=(3503.356+1105.92+1.35×20)/4+(5583.817+84.892×1.6)/4.667=2384.644kN Q min=(F+G+1.35×G p2)/n-(M+F v h)/L
=(3503.356+1105.92+1.35×20)/4-(5583.817+84.892×1.6)/4.667=-66.506kN 四、格构柱计算
整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩:
I=4[I0+A0(a/2-Z0)2]=4×[1175.08+49.07×(45.00/2-4.55)2]=67942.227cm4
整个构件长细比:λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=1270/(67942.227/(4×49.07))0.5=68.261
分肢长细比:λ1=l01/i y0=31.00/3.14=9.873
分肢毛截面积之和:A=4A0=4×49.07×102=19628mm2
格构式钢柱绕两主轴的换算长细比:λ0
=(λx2+λ12)0.5=(68.2612+9.8732)0.5=68.971
max
λ0max=68.971≤[λ]=150
满足要求!
2、格构式钢柱分肢的长细比验算
λ1=9.873≤min(0.5λ0max,40)=min(0.5×68.971,40)=34.486
满足要求!
3、格构式钢柱受压稳定性验算
λ0max(f y/235)0.5=68.971×(235/235)0.5=68.971
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:φ=0.757
Q max/(φA)=2384.644×103/(0.757×19628)=160.491N/mm2≤f=215N/mm2
满足要求!
4、缀件验算
缀件所受剪力:V=Af(f y/235)0.5/85=19628×215×10-3×(235/235)0.5/85=49.647kN 格构柱相邻缀板轴线距离:l1=l01+30=31.00+30=61cm
作用在一侧缀板上的弯矩:M0=Vl1/4=49.647×0.61/4=7.571kN·m
分肢型钢形心轴之间距离:b1=a-2Z0=0.45-2×0.0455=0.359m
作用在一侧缀板上的剪力:V0=Vl1/(2·b1)=49.647×0.61/(2×0.359)=42.179kN
σ= M0/(bh2/6)=7.571×106/(20×3002/6)=25.237N/mm2≤f=215N/mm2
满足要求!
τ=3V0/(2bh)=3×42.179×103/(2×20×300)=10.545N/mm2≤τ=125N/mm2
满足要求!
角焊缝面积:A f=0.7h f l f=0.8×10×594=4158mm2
角焊缝截面抵抗矩:W f=0.7h f l f2/6=0.7×10×5942/6=411642mm3
垂直于角焊缝长度方向应力:σf=M0/W f=7.571×106/411642=18N/mm2
平行于角焊缝长度方向剪应力:τf=V0/A f=42.179×103/4158=10N/mm2
((σf /1.22)2+τf2)0.5=((18/1.22)2+102)0.5=18N/mm2≤f tw=160N/mm2
满足要求!
根据缀板的构造要求
缀板高度:300mm≥2/3 b1=2/3×0.359×1000=239mm
满足要求!
缀板厚度:20mm≥max[1/40b1,6]= max[1/40×0.359×1000,6]=9mm
满足要求!
缀板间距:l1=610mm≤2b1=2×0.359×1000=718mm
满足要求!
线刚度:∑缀板/分肢=4×20×3003/(12×(450-2×45.5))/(1175.08×104/610)=26.028≥6满足要求!
五、桩承载力验算