苏河湾大厦格构方案.docx

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苏河湾大厦格构方案

附件：

1、塔吊基础计算书

2、塔基手工计算补充文件

一、编制依据

1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009

2、该工程施工图纸

3．（苏河湾大厦）岩土工程地质勘查报告

4、塔吊生产厂家提供的产品说明书

5、工程施工组织设计

6、建筑地基基础设计规范

7、建筑结构荷载规范

二、工程概况

工程名称：

闸北101街坊地块项目（苏河湾大厦）

建设单位：

上海苏河湾投资控股有限公司

设计单位：

上海创联建筑设计有限公司

监理单位：

上海申邑工程咨询有限公司

施工单位：

舜杰建设（集团）有限公司

本工程位于上海市闸北区，场地南侧相隔恒通路为已运行的轨道交通地铁1号线，东侧为梅园路，西侧为上海青少年活动中心（汉中广场），北侧为汉中路。

本工程拟建物主要包括1幢地下为2层地面13层文化娱乐用房即苏河湾大厦，楼高59.75米，占地面积3377.9平米，总建筑面积约为17343.1㎡。

本工程±0.000相当于绝对标高3.40m，场地自然地坪标高在3.10m（绝对标高），基坑底标高为-5.80米（绝对标高），塔吊桩长为22米，根据岩土工程地质勘查报告显示，桩端在⑦1砂质粉土中。

三、塔吊平面位置及布置说明

塔吊的布设位置详见塔吊平面布置图，根据地质资料及塔吊的布置位置，取地质情况的Ⅱ-Ⅱ，轴

孔地质资料为塔吊灌注桩的计算依据。

对位置处于室外地下车库顶板区域范围内的塔吊基础设计，我公司根据多年以来的大量施工实践经验以及各工程的特点，决定采用格构式钢柱无承台塔吊基础，钢格构柱所用钢材均为Q235。

四、格构式钢柱的受力计算长度

在本工程中格构式钢柱上部悬臂受力长度约为8.4m，插入灌注桩深度3m，因此计算长度应取为8.4m+3m=11.4m，在实际施工中，随着基坑开挖深度的增加，应及时设置好塔身的水平支撑与斜支撑构件。

五、格构柱计算

本工程拟建物主要包括1幢地下为2层地面13层文化娱乐用房即苏河湾大厦，楼高59.75米，占地面积3377.9平米，总建筑面积约为17343.1㎡，配置1台塔式起重机，选用浙江德英生产的OTZ63型塔式起重机，塔吊的安装总高度为70m，已能充分满足施工吊装的需要。

本工程塔吊基础使用钢格构柱形式，钢格构柱上部悬臂8.4m，插入灌注桩深度3m，安装于1-D轴/1-2轴-1-3轴之间（详见附件：

塔吊定位图），塔吊基础在40m独立式自由高度。

选用的格构立柱采用∠140×14×140角钢四肢柱。

角钢的截面特性如下：

截面面积：

A＝37.567cm2，重心距y0＝3.98cm，惯性矩Ix＝688.81㎝4，

回转半径Ix＝4.28㎝，I1＝2.75㎝

考虑到地下室底板和顶板的钢筋比较密集，可能达到＠150间距，所以钢格构柱角钢之间的净宽b≥150（中间空挡用于穿越两根钢筋）＋140（角钢宽）×2＝430mm，现取460mm，构件形式如图三所示。

考虑到为了砼灌注桩成桩方便，所以采用缀板方案。

设计计算时按一般原则可先假定

（

为分肢对最小刚度轴1－1的长细比）

图三格构柱平面图

（1）钢格构柱及灌注桩计算

钢格构柱和灌注桩计算详见中国建筑科学研究院研发的PKPM软件（详见后面附件）。

（2）缀板计算

桩身承受的横向剪力

肢件对自身轴

的

缀板净距

，取（

）

按结构要求，取缀板尺寸

取

，取

取缀板尺寸为380×260×10，缀板中心距

柱分肢线刚度

（其中

）

两缀板线刚度之和为：

＞

，说明缀板刚度足够。

（3）缀板与柱肢连接焊缝的计算

缀板受力：

作用在一侧缀板上的弯矩为

取缀板端与柱肢连接角焊缝

，两端转角焊接，取

，焊缝承受

引起的沿焊缝方向的剪应力

以及

引起的与焊缝垂直的正应力

，计算时偏安全地只取竖直焊缝。

焊缝的端部应力最大：

（注：

）

焊缝强度验算：

＜

（满足强度要求）

根据上面的计算，由于本工程钢格构柱受力的净空高度为8.4米，故计划设置10块缀板，即平均中距约86cm，缀板之间净距为600mm。

六、砼钻孔灌注桩的设计注意事项

大口径砼钻孔灌注桩的桩径选择受到格构式钢柱的外包尺寸宽度所决定，应对桩内钢筋笼的净距能适合容纳格构式钢柱为宜，故一般在钢格构柱3m的插入深度范围内宜适当放大为Φ800mm直径。

根据上述考虑，本工程采用Φ800钻孔桩，桩的有效长度为22m，钢筋笼长度为18m+4m=22m。

七、格构式钢柱的上下连接

格构式钢柱实际上起到塔身非标准节的作用，将塔身所有荷载直接传递到桩基上，省去了通过桩承台基础进行承上启下的传递过渡作用，因此格构式钢柱与上部塔身标准节之间的牢固可靠连接是无承台塔吊安装的关键之一。

1、格构式钢柱与上部塔吊标准节之间的连接：

格构式钢柱非标准节与塔身标准节之间的连接形式可采用螺栓连接、钢板电焊连接等多种方式。

当采用螺栓连接时，其优点是拆除方便，并可重复利用，其缺点是节点加工难度大大增加。

考虑到格构式钢柱是一次性投入，难于二次利用，所以本工程采用了钢板结合加肋板的焊接形式，具体做法详见下页图四“塔身标准节与非标准节节点连接图”。

关于塔吊标准节与钢格构柱顶部钢板之间的节点焊缝计算如下：

节点上部焊缝强度计算

塔吊标准节在最不利荷载组合下的单柱最大抗拔力为152.39KN（具体数值详见塔吊计算书中第二页Qkmin=152.39kN的数据），其抗拔力共由四块采用双面焊接、共计8条200㎜长度的焊缝及Φ127塔吊钢柱底部周边300㎜周长（注：

已扣除了4块连结板的厚度）的焊缝共同承担，当设计焊缝的厚度仅考虑6㎜时，焊缝所受到的拉应力计算如下：

（N/㎜2）<160N/㎜2

（∴充分满足设计要求）

节点下部焊缝强度计算

钢格构柱顶部钢板与钢格构桩之间的节点由8块双面焊接的钢板焊缝进行连接，其焊缝的总长度为100㎜/条×8块×2条/块=1600㎜，其焊缝所受到的拉应力计算如下：

（N/㎜2）<160N/㎜2（∴充分满足设计要求）

三角形加劲连接钢板强度计算

因为三角形加劲连接钢板的厚度和长度均大于或等于焊缝的高度和焊缝的长度，因此连接钢板上所受到的应力均小于节点上、下焊缝的应力强度，即均小于13.37N/㎜2及12.7N/㎜2，而三角形加劲连接钢板的抗拉、抗压强度为215N/㎜2。

（∴充分满足设计要求）

2、格构式钢柱与下部混凝土钻孔灌注桩之间的连接：

格构式钢柱与桩身的可靠连接比较简单，只要钢柱脚深入灌注桩内有足够的长度即可，故本工程按后面附件中的做法插入灌注桩内3000mm（按灌注桩主筋45d考虑，并增加了2000mm的施工标高误差因素）。

八、施工安装中的其他注意因素

1、灌注桩的定位应正确，特别是格构式钢柱的上口必须通过纵、横两个方向的夹具牢固定位后才能浇注砼，以确保位置正确（要求精确度≤20㎜以内），受力均匀。

2、格构式钢柱的柱顶标高应通过

①先初步控制好标高，做到4根柱顶标高基本一致，并用夹具和支撑加以牢固固定，使相互间的高低误差≤100mm。

②经精确水准测量后，按最低的柱顶为标准，将4根格构钢柱标高气焊切割成同一标高。

③在安装塔身标准节前第三次进行精确水准测量，必要时可采用薄钢板、薄铁皮等进行调节，使柱顶标高达到一致，然后安装塔吊。

3、在格构式钢柱位于地下室底板（或顶板）的中部位置上，每根立脚均应设置40-50mm宽度的封闭式止水钢板，以防止地下室底板（或顶板）渗漏水发生，具体做法如下图所示：

4、格构式钢柱已按11.4m高度进行独立计算，故理论计算上钢柱之间原则上可以不再设置拉杆，但为了提高整体稳定性，特别是当施工中可能出现较大的误差而引起组成格构柱的四根角钢受力不均时、以及在挖土中有可能遭受挖土机抓斗损伤后能取得良好的补强措施，所以在分层挖土后应按附图要求增设∠140×14角钢进行整体拉结加强。

5、当格构柱中-10×260×380缀板与地下室顶板或底板中的钢筋网标高重叠，影响钢筋绑扎时，应采用2块缀板替代1块缀板的原则使缀板的中距仍≤860mm，并应先进行新加固缀板的焊接，然后再割除原有缀板，以确保牢固和稳定。