酒店塔吊方案.docx
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酒店塔吊方案.docx
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酒店塔吊方案
无锡酒店项目
塔吊施工方案
二OO八年七月
编制人:
审核人:
批准人:
江苏江中集团无锡酒店项目经理部
二OO八年七月
一、编制依据
1.塔吊生产厂家提供的产品说明书。
2.无锡酒店项目总平面定位图及结构施工图纸。
二、概述
1、工程概况建设单位:
无锡市香山置业发展有限公司;
设计单位:
中外建工程设计与顾问有限公司;
监理单位:
江苏建协建设管理有限公司;
施工单位:
江苏江中建设集团有限公司。
2、本工程为无锡酒店项目,位于无锡市高浪路南侧与行创四路西侧的交汇处、框架结构,总建筑面积94286㎡。
按功能分为四部分:
地下一层为车库兼商场;附房地上四层,分别为餐饮、商场、多功能厅及娱乐;东侧酒店地上25层,长56.9米*宽20米*高99.2米;西侧为:
办公及酒店式公寓地上27层,长41米*宽32.8米*高107米,6-17层为办公,18层—顶层为酒店式公寓。
结构特点:
5层和17层分别为设备层,19-30轴交B-J轴和13—15轴交N-T轴在五层为预应力混凝土;办公及公寓式酒店自六层到顶为CBM空心混凝土结构。
建筑物外墙为玻璃幕墙、外墙涂料、外墙面砖和石材,外铝合金门窗,立面线条凹凸分明,室内初定为精装修。
由于场地狭小,地下面积较大,北侧又临高压线,垂直运输量大(钢筋、钢管、模板量),故在拟建的酒店19~21轴交N~J轴(塔吊中心设置在距N轴4000㎜和距22轴5600㎜的相交点)处,设一台QTZ63塔吊;在办公楼、公寓楼3~4轴交L~K轴(塔吊中心设置在距4轴4000㎜和距K轴2800㎜的相交点)处,设一台QTZ80塔吊。
具体布设位置详见平面布置图,附后图1。
另因临高浪路一侧有一高压线,QTZ63塔吊和QTZ80塔吊不能满足地下室施工的需要,故拟在两塔吊盲区增设一台QTZ40塔吊,以保证地下室内周转材料使用;具体位置和塔吊高度待专家对基坑论证后确定;该QTZ40塔吊在±0.000施工结束后即拆除。
三、产品(机具)选型及基础
塔吊安装主要考虑为高层而设置,因本工程地下室面积较大,为保证塔吊合理使用且其又坐落于沉降后浇带与车库筏板的交汇处,基础深度不一,为此根据地质勘察报告和塔吊使用说明书,塔吊承台板厚为1350mm。
塔吊基础土方须在主体结构土方前开挖,开挖深度,塔吊钢筋配筋、安装见图2;塔吊基础与后浇带相抵触时,根据设计院提供的处理意见执行。
●基础计算
(一)、参数信息
塔吊型号:
QTZ63,塔吊起升高度H=120.00m,
塔吊倾覆力矩M=630.00kN.m,混凝土强度等级:
C35,
塔身宽度B=2.00m,基础以上土的厚度D:
=2.00m,
自重F1=450.80kN,基础承台厚度h=1.35m,
最大起重荷载F2=60.00kN,基础承台宽度Bc=5.60m,
钢筋级别:
II级钢。
(二)、基础最小尺寸计算
1.最小厚度计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。
根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力,按照下式进行抗冲切计算(7.7.1-2)
其中:
F──塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力;其它参数参照规范。
η──应按下列两个公式计算,并取其中较小值,取1.00;
(7.7.1-2)
(7.7.1-3)
η1--局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数;
η2--临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数;
βh--截面高度影响系数:
当h≤800mm时,取βh=1.0;当h≥2000mm时,取βh=0.9,
其间按线性内插法取用;
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值,取16.70MPa;
σpc,m--临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值,其值
宜控制在1.0-3.5N/mm2范围内,取2500.00;
um--临界截面的周长:
距离局部荷载或集中反力作用面积周边ho/2处板垂直截面的最不利周长;这里取(塔身宽度+ho)×4=11.20m;
ho--截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值;
βs--局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值,βs不宜大于4;当βs<2时,取βs=2;当面积为圆形时,取βs=2;这里取βs=2;
αs--板柱结构中柱类型的影响系数:
对中性,取αs=40;对边柱,取αs=30;对角柱,
取αs=20.塔吊计算都按照中性柱取值,取αs=40。
计算方案:
当F取塔吊基础对基脚的最大压力,将ho1从0.8m开始,每增加0.01m,至到满足上式,解出一个ho1;当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时,同理,解出一个ho2,最后ho1与ho2相加,得到最小厚度hc。
经过计算得到:
塔吊基础对基脚的最大压力F=200.00kN时,得ho1=0.80m;
塔吊基础对基脚的最大拔力F=200.00kN时,得ho2=0.80m;
解得最小厚度Ho=ho1+ho2+0.05=1.65m;实际计算取厚度为:
Ho=1.35m。
2.最小宽度计算
建议保证基础的偏心矩小于Bc/4,则用下面的公式计算:
其中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载,
F=1.2×(450.80+60.00)=612.96kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重,
G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc+γm×Bc×Bc×D)
=1.2×(25.0×Bc×Bc×1.35+20.00×Bc×Bc×2.00);
γm──土的加权平均重度,
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩,M=1.4×630.00=882.00kN.m。
解得最小宽度Bc=2.75m,实际计算取宽度为Bc=5.60m。
(三)、塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载,F=304.30kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重:
G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+γm×Bc×Bc×D)=2775.36kN;
γm──土的加权平均重度
Bc──基础底面的宽度,取Bc=5.60m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Bc×Bc×Bc/6=29.27m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩,M=1.4×630.00=882.00kN.m;
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/2-M/(F+G)=5.60/2-882.00/(612.96+2775.36)=2.54m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值Pmax=(612.96+2775.36)/5.602+882.00/29.27=138.18kPa;
无附着的最小压力设计值Pmin=(612.96+2775.36)/5.602-882.00/29.27=77.91kPa;
有附着的压力设计值P=(612.96+2775.36)/5.602=108.05kPa;
偏心矩较大时压力设计值Pkmax=2×(612.96+2775.36)/(3×5.60×2.54)=158.83kPa。
(四)、地基基础承载力验算
地基基础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--修正后的地基承载力特征值(kN/m2);
fak--地基承载力特征值,按本规范第5.2.3条的原则确定;取145.00kN/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20.00kN/m3;
b--基础底面宽度(m),当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值,取5.60m;
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20.00kN/m3;
d--基础埋置深度(m)取2.00m;
解得地基承载力设计值:
fa=194.80kPa;实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=193.00kPa;同时根据地质报告查得II——II,中BJ2和X——X,中J7/3.8均为
2层土其承载力为195KPa。
地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=138.18kPa,满足要求!
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=158.83kPa,满足要求!
(五)、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:
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,其间按线性内插法取用;
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值;
ho---基础冲切破坏锥体的有效高度;
am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;
at---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长,当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽(即塔身宽度);当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽;
ab---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长,当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内,计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽加两倍基础有效高度;当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。
pj---扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;
Al---冲切验算时取用的部分基底面积
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。
则,βhp---受冲切承载力截面高度影响系数,取βhp=0.95;
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57MPa;
am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[2.00+(2.00+2×1.35)]/2=3.35m;
ho---承台的有效高度,取ho=1.30m;
Pj---最大压力设计值,取Pj=158.83KPa;
Fl---实际冲切承载力:
Fl=158.83×(5.60+4.70)×((5.60-4.70)/2)/2=368.08kN。
其中5.60为基础宽度,4.70=塔身宽度+2h;
允许冲切力:
0.7×0.95×1.57×3350.00×1300.00=4566780.02N=4566.78kN;
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
(六)、承台配筋计算
1.抗弯计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
计算公式如下:
式中:
MI---任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值;
a1---任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离;当墙体材料为混凝土时,取a1=b即取a1=1.80m;
Pmax---相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值,取158.83kN/m2;
P---相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值;
P=158.83×(3×2.00-1.80)/(3×2.00)=111.18kPa;
G---考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重,取2775.36kN/m2;
l---基础宽度,取l=5.60m;
a---塔身宽度,取a=2.00m;
a'---截面I-I在基底的投影长度,取a'=2.00m。
经过计算得MI=1.802×[(2×5.60+2.00)×(158.83+111.18-2×2775.36/5.602)+(158.83-111.18)×5.60]/12=403.52kN.m。
2.配筋面积计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.7.2条。
公式如下:
式中,αl---当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
取为0.94,期间按线性内插法确定,取αl=1.00;
fc---混凝土抗压强度设计值,查表得fc=16.70kN/m2;
ho---承台的计算高度,ho=1.30m。
经过计算得:
αs=403.52×106/(1.00×16.70×5.60×103×(1.30×103)2)=0.003;
ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003;
γs=1-0.003/2=0.999;
As=403.52×106/(0.999×1.30×300.00)=1035.98mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
5600.00×1350.00×0.15%=11340.00mm2。
故取As=11340.00mm2。
塔吊基础采用机械挖土,余土30cm,采用人工清土。
基础图及定位平面布置详图。
将塔吊基础顶面标高与主楼基础顶板标高相同,其后浇作相应的位移(按照设计提供的方案执行),基础的防水处理的止水带和钢板必须严格按要求执行;对于不能满足部位采取考虑地下水位的影响,在挖土前应进行降水,以防产生塌方,沿基础周设300宽排水沟,采用管径为Φ100的污水泵专人抽排水。
塔吊基础下回填100厚碎石,100厚C20砼垫层,上做塔吊基础。
围护墙至相对后浇带内各设一台管径为Φ100的潜水泵专人日夜抽排水。
本工程塔吊基础采用埋设脚座,砼标号为C35。
塔吊基础浇筑时采用插入式振捣器振捣密实,养护7~10天后安装塔吊,浇筑前根据塔吊安装要求和施工需要,浇筑前预埋四主脚钢和相应的预埋件,其标高相对误差控制在2mm之内,并与马凳底板钢筋焊接。
四、塔吊安装
1、人员准备
塔吊安装领导小组
姓名
负责事项
备注
组长
周俊海
调配人员和机械
副组长
郝爱成、张显
组织安装人员和安全交底及安全警戒工作。
组员
沈海涛
负责电线配置和安全用电设施
顾国才、张小建
沈建如、石高华
谢贵贤、沈进
根据交底和操作规程进行安装。
(1)、建立以项目经理为首的安装领导组,配备起重工、架子工、专业电工等相关人员成立安装施工组,安装人员名单及上岗证复印件附后。
(2)、项目生产经理负责安装所需的人、材、机及作业班环境的准备及安装过程中相关事宜的协调、联络;塔吊负责人对安装人员的技术指导及安装人员的分工;安全员负责对安装全过程的安全监控,以确保安全安装结束;电工负责人负责塔机的电气控制系统安装及电器调试维护保养;技术负责人负责对安装方案的编写,协助塔吊负责人进行安装技术指导,相关专业人员听从指挥与分工,思想集中,严守操作规程。
2.装机准备
(1)安装时所需50T汽车起重机应联系到位,确保及时调赴现场使用。
(2)安装前对塔机全面检查一遍,确保安装后正常运转。
(3)对安装工具要落实到人,专人专用,配好工具包。
(4)安装所需吊具吊索经检查验收合格、完好;否则严禁使用。
3.环境准备
(1).塔吊在安装前均用建筑垃圾铺设一条宽度为5m,长约为30m的临时道路,为汽车起重机进行吊装作业及塔身材料的进场装卸等工作提供方便。
(2).安装时塔吊服务半径下的作业棚内、作业人员预先安排调班作业,避开安装过程中进棚作业。
(3).在塔机附近安排一块坚实平整堆场,作为安装时塔吊构架的临时堆场。
(4).设立安装警戒区,安装过程中严禁有人员、车辆流动。
4.资料准备
(1).安装前必须将塔吊基础浇筑时留置的同条件养护试块送进试验室测试强度并取得报告,方可进行塔吊的总装。
(2).塔吊的安装说明书
(3).安全技术交底记录
五、安装施工
(1).首先采用50T汽车吊将塔身基座十字梁直接吊放在预埋件铁脚或螺栓位置。
(注均采用预埋铁脚)进行就位后拧紧,然后用40T汽吊车将爬升架套在塔身基节下面,并注意爬升的开口方向应与建筑物平行以便完成后进行拆除作业。
(2).在地面上先将上下支座以及回转机构,回转支承,平台等装为一体,然后将这一套部件吊起安装在塔吊基座十字梁上。
用16个M24和8个M26的高强度螺栓将下支座分别与爬升架和塔基相连。
(3).在地面上将平衡臂拉杆的第一节与塔帽用销轴连接起来,然后,吊装塔帽到上支座上,并用四个直径60的销轴相连。
(4).在平地上拼装好平衡臂,并将卷扬机、配电箱、电阻箱等装在平衡臂上,接好各部分所需的电线,然后,将平衡臂吊起来,安装在支座的快速接头上,并固定完毕,再抬起平衡臂成一角度至平衡臂拉杆的安装位置,安装好平衡臂拉杆后,再将吊车卸载。
(5).将起重臂用销轴装配在一起,把第一节臂和第二节臂连接后安上小车和吊篮,并把小车和吊篮固定在吊臂根部,将吊臂停靠在1米高左右的支架上,使小车和吊篮离开地面。
(6).将吊臂与上支座连接完毕后继续提升吊臂,使吊臂头部稍稍抬高,并用起升机构钢丝绳通过塔顶和吊臂拉杆上的一组滑轮拉起拉杆,使短拉杆的连接板能够用销轴连接到塔顶的相应拉板上,然后再调整长拉杆的高度位置,使得长拉杆的连接板能够用销轴连接到塔顶的相应拉板上。
(7).松弛起升机构钢丝绳,将吊臂缓缓放下,使拉杆处于拉紧状态,并根据要求检查吊臂是否上翘1/100,否则,更换一组拉杆的连接板,直到满足上翘的要求,最后松脱滑轮组上的起升钢丝绳。
(8).将电气设备经过检查后的司机室吊起至上支座的上平面然后用销轴将司机室与上支座连接好,并将司机室的最外角用一钢丝绳悬拉于塔顶,然后根据起重臂的长度进行平衡重的安装。
(9).穿绕起升钢丝绳,将起升钢丝绳引出经排绳装置及塔顶导向滑轮后,在绕过上支座的起重量限制器滑轮引向小车滑轮与吊钩滑轮穿绕,最后将绳端固定在臂头防扭机构上,然后对塔吊的电气线路进行接通和设备调整,检查电路是否有破损及漏电现象,检查完毕后合闸送电,进行塔机试运转。
(10).将起重臂调转到引入塔身标准节的方向,调整好爬升架与塔身之间的间隙,一般2-5mm为宜,将标准节吊起并安放在外框架上,调整小车的位置使得塔吊的上部重心落在顶升油缸梁的位置上(根据臂长调整小车的位置,保持重心的位置确定),然后将爬升架与下支座用16个M24高强度连接螺杆连接,最后卸下塔身与下支座的8个M36的连接螺栓。
(11).将顶升横梁卡在塔身的踏步上,开动油压系统,顶升油缸,利用顶开油缸和爬爪的轮流支承实现爬升工作。
经过油缸两次顶升,爬升至能安装一个标准节的空间为止,利用引进滚轮在外伸框架滚动,对标准节的螺栓连接孔,缩回油缸放下被顶升的部分,用8个M36高强度螺栓将上下塔身标准节拧牢(予紧力为23吨),卸下引进滚轮,调整油缸的长度将下支座与塔身连接牢固,即完成一节标准节的加节工作,若连续加几节标准节,则可按上述步骤连续几次即可。
(12).安装完毕及时作好载荷试验及各部位性能的复查。
六、塔吊顶升和附着架安装
1、塔机工作的稳定性和整体性,应及时按该型号塔吊的附着架具体要求在结构立面的相应部位留置附墙预埋件待结构砼到设计强度后,进行附着架的安装作业,其附着节点,详附图。
塔吊第一附架为36米,第二附架为34米,第三附架为31米,第四附架为28米,第五附加为25米。
●附着架计算
塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时,需要增设附着杆,附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时,必须进行附着计算。
主要包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。
(一)、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简化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:
风荷载取值:
Q=0.18kN;
塔吊的最大倾覆力矩:
M=500.00kN;
弯矩图
变形图
剪力图
计算结果:
Nw=193.6667kN;
(二)、附着杆内力计算
计算简图:
计算单元的平衡方程:
其中:
第一种情况的计算:
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合风荷载扭矩。
将上面的方程组求解,其中θ从0-360循环,分别取正负两种情况,求得各附着最大的。
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合。
杆1的最大轴向压力为:
200.83kN;
杆2的最大轴向压力为:
63.08kN;
杆3的最大轴向压力为:
149.52kN;
杆1的最大轴向拉力为:
190.96kN;
杆2的最大轴向拉力为:
26.99kN;
杆3的最大轴向拉力为:
187.62kN;
第二种情况的计算:
塔机非工作状态,风向顺着着起重臂,不考虑扭矩的影响。
将上面的方程组求解,其中θ=45,135,225,315,Mw=0,分别求得各附着最大的轴压和轴拉力。
杆1的最大轴向压力为:
195.90kN;
杆2的最大轴向压力为:
45.04kN;
杆3的最大轴向压力为:
168.57kN;
杆1的最大轴向拉力为:
195.90kN;
杆2的最大轴向拉力为:
45.04kN;
杆3的最大轴向拉力为:
168.57kN;
(三)、附着杆强度验算
1.杆件轴心受拉强度验算
验算公式:
σ=N/An≤f
其中σ---为杆件的受拉应力;
N---为杆件的最大轴向拉力,取N=195.90kN;
An---为杆件的截面面积,本工程选取的是16号工字钢;
查表可知An=2610.00mm2。
经计算,杆件的最大受拉应力σ=195.90/2610.00=75.06N/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:
σ=N/φAn≤f
其中σ---为杆件的受压应力;
N---为杆件的轴向压力,杆1:
取N=200.83kN;
杆2:
取N=63.08kN;
杆3:
取N=168.57kN;
An---为杆件的截面面积,本工程选取的是16号工字钢;
查表可知An=2610.00mm2。
λ---杆件长细比,杆1:
取λ=76,杆2:
取λ=93,杆3:
取λ=73
φ---为杆件的受压稳定系数,是根据λ查表计算得:
杆1:
取φ=0.71,杆2:
取φ=0.60,杆3:
取φ=0.73;
经计算,杆件的最大受压应力σ=107.77N/mm2,最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2,满足要求。
(
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