塔吊施工方案.docx

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塔吊施工方案

1.工程概况

1.工程名称：

闽侯县旧城改造安置房工程5标段；

2.建设单位：

福建省中南建筑工程有限公司；

4.建设地点：

闽侯县甘蔗街道；

5.结构类型：

钢筋混凝土框剪结构；

6.建筑层数：

地上十七层，地下一层。

7.工程规模：

本工程建筑层数为地上17层，地下一层。

建筑总高度（室外地面至女儿墙高度）为51.40m（消防高度为49.90m），总建筑面积为15464.54m2，建筑占地面积2166.61m2。

8.功能布局：

本工程为17层商住楼，首层为住宅门厅、集中配套用房、物业用房、消控室、高压配电间、电视前端室、电话交接间及架空自行车停车，二层为住宅，集中配套用房，三至十七层为住宅。

9.建筑等级：

二级。

10.主体结构合理使用年限50年。

11.建筑防火等级：

地上二级，地下一级。

12.主体结构体系：

钢筋混凝土框剪结构，抗震设防烈度为六度。

13.工程质量要求：

符合《工程施工质量验收规范》合格标准。

2.垂直运输设备选型

根据本工程平面范围大，建筑物高度较大的特点，在结构施工阶段主要使用塔式起重机作为主要垂直运输设备，拟选用1台QTZ80型塔吊，该塔吊服务半径为56m。

3.塔吊定位

塔吊定位原则应基本覆盖全部单位工程上部剪力墙结构施工范围，拟选用1部塔吊，具体位置详附图。

4.塔吊基础设计

QTZ80型塔吊基础选用C355000×5000×1250钢筋砼承台。

其桩端持力层在卵石层，其地基承载力选用静压桩基础（桩径为500mm）。

5.塔吊基础的计算书

一.参数信息

塔吊型号:

QTZ80；自重（包括压重）:

F1=580kN；最大起重荷载:

F2=80.00kN；塔吊倾覆力距:

M=1000.00kN.m；塔吊起重高度:

H=70.00m；塔身宽度:

B=1.60m；桩混凝土等级:

C35；承台混凝土等级:

C35；保护层厚度:

50mm；矩形承台边长:

5.0m；承台厚度:

Hc=1.250m；承台钢筋级别:

Ⅱ级；承台预埋件埋深:

h=0.5m；承台顶面埋深:

D=1.500m；桩直径:

d=0.500m；桩间距:

a=2.500m；桩钢筋级别:

Ⅱ级；桩入土深度:

35.00；桩型与工艺:

预制桩。

二.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

1.塔吊自重（包括压重）F1=1033.900kN

2.塔吊最大起重荷载F2=80.000kN

作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=1113.900kN

塔吊的倾覆力矩M=1.4×1000.000=1400.000kN.m

三.矩形承台弯矩的计算

计算简图：

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

1.桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条）

其中n──单桩个数，n=4；

Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=1113.900kN；

Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=1531.250kN；

Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；

Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力（kN）。

经计算得到:

桩顶竖向力设计值:

最大压力：

N=1.2×（1113.900+1531.250）/4+1400.000×（2.500×1.414/2）/[2×（2.500×1.414/2）2]=1189.585kN

没有抗拔力!

桩顶竖向力标准值:

最大压力：

N=（1113.900+1531.250）/4+1000.000×（2.500×1.414/2）/[2×（2.500×1.414/2）2]=944.173kN

没有抗拔力!

2.矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条）

其中Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值（kN.m）；

xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离（m）；

Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。

经过计算得到弯矩设计值：

压力产生的承台弯矩：

N=1.2×（1113.900+1531.250）/4+1400.000×（2.500/2）/[4×（2.500/2）2]=1073.545kN

Mx1=My1=2×（1073.545-1531.250/4）×（1.250-0.800）=621.659kN.m

四.矩形承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。

式中

1──系数，当混凝土强度不超过C50时，

1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

1取为0.94,期间按线性内插法确定；

fc──混凝土抗压强度设计值；

h0──承台的计算高度。

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。

承台底面配筋:

s=621.659×106/（1.000×1.430×5000.000×1200.0002）=0.0060

=1-（1-2×0.0060）0.5=0.0061

s=1-0.0061/2=0.9970

Asx=Asy=621.659×106/（0.9970×1200.000×300.000）=1732.076mm2

满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!

五.矩形承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.14条。

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=2379.169kN斜截面受剪承载力满足下面公式：

其中

──计算截面的剪跨比,

=1.500

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2；

b──承台计算截面处的计算宽度，b=5000mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=700mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配筋!

六.桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2条

根据第二步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=1189.585kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中

c──基桩成桩工艺系数，取0.850

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=0.1963m2。

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!

构造规定：

预制桩最小配筋率不宜小于0.8%,采用静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.4%,直径不宜小于14mm

七.桩抗压承载力计算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.5和5.3.5条

根据第二步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=1189.585kN

桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

最大压力:

其中R──基桩竖向承载力特征值；

Ra──单桩竖向承载力特征值；

K──安全系数，取2.0；

fak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值；

c──承台效应系数

qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；

qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；

u──桩身的周长，u=1.5708m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.196m2；

Ac──计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=6.054m2；

li──第i层土层的厚度,取值如下表；

厚度及侧阻力标准值表如下:

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

11200杂填土

213.3500中砂

37.9600砾砂

412.5605000中砂

512.81208000卵石

由于桩的入土深度为35m,所以桩端是在第5层土层。

最大压力验算:

Ra=1.571×（1×20+13.3×50+7.9×60+12.5×60+.300000000000001×120）+8000.000×0.196=4625.995kN

R=4625.995/2.0+0.240×105.000×6.054=2465.550kN

上式计算的R值大于等于最大压力944.173kN,所以满足要求!

6.塔吊附着计算书

塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。

主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。

一.参数信息

塔吊高度:

70.00（m）

附着塔吊最大倾覆力距:

591.38（kN.m）

附着塔吊边长:

1.60（m）

附着框宽度:

3.00（m）

回转扭矩:

50.00（kN/m）

风荷载设计值:

0.63（kN/m）

附着杆选用：

14号工字钢

附着节点数:

2

各层附着高度分别:

29.3,49.6（m）

附着点1到塔吊的坚向距离:

2.00（m）

附着点1到塔吊的横向距离:

3.00（m）

附着点1到附着点2的距离:

9.00（m）

二.支座力计算

塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。

附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:

风荷载标准值应按照以下公式计算

Wk=W0×μz×μs×βz

其中W0──基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：

W0=

0.70kN/m2；

μz──风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：

μz=1.670；

μs──风荷载体型系数：

Us=2.400；

βz──风振系数,依据《建筑结构荷载规范》结构在Z高度处的风振系数按公式7.4.2条规定计算得βz=0.70

风荷载的水平作用力

Nw=Wk×B×Ks

其中Wk──风荷载水平压力,Wk=1.964kN/m2

B──塔吊作用宽度,B=1.60m

Ks──迎风面积折减系数，Ks=0.20

经计算得到风荷载的水平作用力q=0.63kN/m

风荷载实际取值q=0.63kN/m

塔吊的最大倾覆力矩M=591.38kN.m

计算结果:

Nw=51.292kN

三.附着杆内力计算

计算简图:

计算单元的平衡方程为:

其中:

四.第一种工况的计算

塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。

将上面的方程组求解，其中从0-360循环，分别取正负两种情况，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力：

杆1的最大轴向压力为：

95.43kN

杆2的最大轴向压力为：

53.15kN

杆3的最大轴向压力为：

68.58kN

杆1的最大轴向拉力为：

95.43kN

杆2的最大轴向拉力为：

53.15kN

杆3的最大轴向拉力为：

68.58kN

五.第二种工况的计算

塔机非工作状态，风向顺着起重臂，不考虑扭矩的影响。

将上面的方程组求解，其中=45,135,225,315，Mw=0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。

杆1的最大轴向压力为：

65.38kN

杆2的最大轴向压力为：

12.74kN

杆3的最大轴向压力为：

58.12kN

杆1的最大轴向拉力为：

65.38kN

杆2的最大轴向拉力为：

12.74kN

杆3的最大轴向拉力为：

58.12kN

六.附着杆强度验算

1．杆件轴心受拉强度验算

验算公式:

=N/An≤f

其中N──为杆件的最大轴向拉力,取N=95.43kN；

──为杆件的受拉应力；

An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是14号工字钢,查表可知An=2150.00mm2；

经计算，杆件的最大受拉应力=95.43×1000/2150.00=44.39N/mm2。

最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2,满足要求!

2．杆件轴心受压强度验算

验算公式:

=N/

An≤f

其中

──为杆件的受压应力；

N──为杆件的轴向压力,杆1:

取N=95.43kN；杆2:

取N=53.15kN；杆3:

取N=68.58kN；

An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是14号工字钢,查表可知An=2150.00mm2；

──为杆件的受压稳定系数,是根据

查表计算得,

杆1:

取

=0.796,杆2:

取

=0.499,杆3:

取

=0.796；

──杆件长细比,杆1:

取

=62.596,杆2:

取

=109.801,杆3:

取

=62.596。

经计算，杆件的最大受压应力=55.77N/mm2。

最大压应力不大于拉杆的允许压应力2165N/mm2,满足要求!

七.焊缝强度计算

附着杆如果采用焊接方式加长，对接焊缝强度计算公式如下:

其中N为附着杆的最大拉力或压力，N=95.430kN；

lw为附着杆的周长，取563.05mm；

t为焊缝厚度，t=5.50mm；

ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185N/mm2；

经过焊缝强度=95430.00/（563.05×5.50）=30.82N/mm2。

对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!

八.附着支座连接的计算

附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。

预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：

1．预埋螺栓必须用Q235钢制作；

2．附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；

3．预埋螺栓的直径大于24mm；

4．预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求：

其中n为预埋螺栓数量；d为预埋螺栓直径；l为预埋螺栓埋入长度；f为预埋螺栓与混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆的轴向力。

5．预埋螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋螺栓埋入长度不少于15d；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。

九.附着设计与施工的注意事项

锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则：

1．附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处；

2．对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；

3．在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；

4．附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。

5.塔吊承台周边在底板位置预埋一圈止水钢板，做法同后浇带，底板钢筋先预埋到承台，待到底板施工时与结构钢筋搭接。

6.塔吊穿地下室顶板周边也同本工程顶板后浇带做法。

塔吊承台四周按本工程后浇带做法

目录

1.工程概况1

2.垂直运输设备选型1

3.塔吊定位2

4.塔吊基础设计2

5.塔吊基础的计算书2

6.塔吊附着计算书9

附图

Φ