塔吊附墙方案

塔吊附墙施工方案中洋·生态家园塔吊附墙施工方案编制人：刘桂堂审核人：宋培军批准人：刘华编制单位:江苏江中集团编制日期：2014年9月20日塔吊附墙施工方案塔吊附墙施工方案目录一、工程概况二、编制依据三、附墙布置及尺寸四、塔吊附着计算五、附着支座与建筑物构件连接的计算六、附着支座力学计算七、附着设计与施工的注意事项八、塔吊的附着的安装九、附墙安装安全措施塔吊附墙施工方案塔吊附墙施工方案一、工程概况建设单位：南通中洲置业有限公司设计单位：南通中房建筑设计院有限公司监理单位：江苏建达工程项目管理有限公司总承包单位：江苏江中集团有限公司南通中洋·生态家园工程位于南通市港闸区永和路北侧，友谊路西侧，本工程总面积约22万平米，地上建筑共计11栋，地下1层，地上主楼33层，建筑总高度99.6米。根据工程需要，安装的QTZ63塔式起重机必须安装附墙才能满足施工高度的要求。二、编制依据本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）《建筑施工手册》、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《FS5510塔式起重机说明书》三、附墙布置及尺寸根据工程需要,1#、2#楼安装5道附墙装置。第一道在距塔吊基础平面21米处安装。2#楼的附墙是在梁上增加700高的支墩，该支墩长是为与下部梁同长，宽为200mm,配筋为8Φ16，箍筋为Φ8@100，1#楼的附墙采用原有的结构梁。塔吊附墙杆由厂家按现场情况设计制造，为安全起见，进行需要对附着支座、附着杆等验算。塔吊附墙施工方案四、塔吊附着计算1、塔机附着杆参数塔机型号QTZ63塔身桁架结构类型型钢塔机计算高度H(m)122塔身宽度B(m)1.68起重臂长度l1(m)35平衡臂长度l2(m)13.6起重臂与平衡臂截面计算高度h(m)1.06工作状态时回转惯性力产生的扭矩标准值Tk1(kN·m)454.63工作状态倾覆力矩标准值Mk(kN·m)270非工作状态倾覆力矩标准值Mk'(kN*m)355.37附着杆数四杆附着附墙杆类型Ⅰ类附墙杆截面类型钢管附墙杆钢管规格(mm)Φ150×10塔身锚固环边长C(m)22、风荷载及附着参数附着次数N5附着点1到塔机的横向距离a1(m)3.7点1到塔机的竖向距离b1(m)5.3附着点2到塔机的横向距离a2(m)3.7点2到塔机的竖向距离b2(m)3.7附着点3到塔机的横向距离a3(m)3.7点3到塔机的竖向距离b3(m)3.7附着点4到塔机的横向距离a4(m)3.7点4到塔机的竖向距离b4(m)5.3工作状态基本风压ω0(kN/m2)0.2非工作状态基本风压ω0'(kN/m2)0.45塔身前后片桁架的平均充实率α00.35第N次附着附着点高度h1(m)附着点净高h01(m)风压等效高度变化系数μz工作状态风荷载体型系数μs非工作状态风荷载体型系数μs'工作状态风振系数βz非工作状态风振系数βz'工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk非工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk'第1次附着21211.0881.951.951.5811.6290.3790.878第2次附着41201.281.951.951.5861.6440.4471.042第3次附着60191.4211.951.951.5851.6430.4961.156第4次附着79191.5371.951.951.5751.6420.5331.25第5次附着94151.6161.951.951.571.6380.5591.311悬臂端121.527.51.7541.951.951.5651.630.6041.416塔吊附墙施工方案附图如下:塔机附着立面图3、工作状态下附墙杆内力计算3.1、在平衡臂、起重臂高度处的风荷载标准值qkqk=0.8βzμzμsω0α0h=0.8×1.565×1.754×1.95×0.2×0.35×1.06=0.318kN/m3.2、扭矩组合标准值Tk由风荷载产生的扭矩标准值Tk2Tk2=1/2qkl12-1/2qkl22=1/2×0.318×352-1/2×0.318×13.62=165.366kN·m集中扭矩标准值（考虑两项可变荷载控制的组合系数取0.9）Tk=0.9(Tk1+Tk2)=0.9×(454.63+165.366)=557.996kN·m3.3、附着支座反力计算塔吊附墙施工方案计算简图剪力图得：RE=59.772kN在工作状态下，塔机起重臂位置的不确定性以及风向的随机性，在计算支座6处锚固环截面内力时需考虑塔身承受双向的风荷载和倾覆力矩及扭矩。3.4、附墙杆内力计算支座6处锚固环的截面扭矩Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座6处的附墙杆承担）,水平内力Nw=20.5RE=84.53kN。计算简图：塔吊附墙施工方案塔机附着示意图塔机附着平面图塔吊附墙施工方案α1=arctan(b1/a1)=55.081°α2=arctan(b2/a2)=45°α3=arctan(b3/a3)=45°α4=arctan(b4/a4)=55.081°β1=arctan((b1-c/2)/(a1+c/2))=42.455°β2=arctan((b2+c/2)/(a2+c/2))=45°β3=arctan((b3+c/2)/(a3+c/2))=45°β4=arctan((b4-c/2)/(a4+c/2))=42.455°四杆附着属于一次超静定结构，用力法计算，切断T4杆并代以相应多余未知力X1=1。δ11×X1+Δ1p=0X1=1时，各杆件轴力计算：T11×sin(α1-β1)×(b1-c/2)/sinβ1+T21×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T31×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3-1×sin(α4-β4)×(b4-c/2)/sinβ4=0T11×cosα1×c-T31×sinα3×c-1×cosα4×c-1×sinα4×c=0T21×cosα2×c+T31×sinα3×c-T31×cosα3×c+1×sinα4×c=0当Nw、Tk同时存在时，θ由0～360°循环，各杆件轴力计算：T1p×sin(α1-β1)×(b1-c/2)/sinβ1+T2p×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T3p×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3+Tk=0T1p×cosα1×c-T3p×sinα3×c+Nw×sinθ×c/2-Nw×cosθ×c/2+Tk=0T2p×cosα2×c+T3p×sinα3×c-T3p×cosα3×c-Nw×sinθ×c/2-Nw×cosθ×c/2-Tk=0δ11=Σ(T12L/(EA))=T112(a1/cosα1)/(EA)+T212(a2/cosα2)/(EA)+T312(a3/cosα3)/(EA)+12(a4/cosα4)/(EA)Δ1p=Σ(T1×TpL/(EA))=T11×T1p(a1/cosα1)/(EA)+T21×T2p(a2/cosα2)/(EA)+T31×T3p(a3/cosα3)/(EA)X1=-Δ1p/δ11各杆轴力计算公式如下：塔吊附墙施工方案T1=T11×X1+T1p，T2=T21×X1+T2p，T3=T31×X1+T3p，T4=X1（1）θ由0～360°循环，当Tk按图上方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：最大轴拉力T1=0kN，T2=229.521kN，T3=0kN，T4=224.653kN最大轴压力T1=225.319kN，T2=0kN，T3=230.506kN，T4=0kN（2）θ由0～360°循环，当Tk按图上反方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：最大轴拉力T1=225.319kN，T2=0kN，T3=230.507kN，T4=0kN最大轴压力T1=0kN，T2=229.522kN，T3=0kN，T4=224.653kN4、非工作状态下附墙杆内力计算此工况下塔机回转机构的制动器完全松开，起重臂能随风转动，故不计风荷载产生的扭转力矩。4.1、附着支座反力计算计算简图剪力图得：RE=117.22kN4.2、附墙杆内力计算塔吊附墙施工方案支座6处锚固环的水平内力Nw=RE=117.22kN。根据工作状态方程组Tk=0，θ由0～360°循环，求解各杆最大轴拉力和轴压力：最大轴拉力T1=33.653kN，T2=93.709kN，T3=93.764kN，T4=33.653kN最大轴压力T1=33.653kN，T2=93.709kN，T3=93.763kN，T4=33.653kN5、附墙杆强度验算附墙杆钢管规格(mm)Φ150×10附墙杆截面面积A(mm2)6565.929附墙杆截面回转半径i(mm)73.977附墙杆强度设计值[f](N/mm2)2155.1、杆件轴心受拉强度验算σ=N/A=230507/6565.929=35.107N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求！5.2、杆件轴心受压强度验算附墙杆1长细比：λ1=L0/i=(a12+b12)0.5/i=(37002+53002)0.5/73.977=87.375≤[λ]=100，查规范表得：φ1=0.639满足要求！附墙杆2长细比：λ2=L0/i=(a22+b22)0.5/i=(37002+37002)0.5/73.977=70.733≤[λ]=100，查规范表得：φ2=0.746满足要求！附墙杆3长细比：λ3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(37002+37002)0.5/73.977=70.733≤[λ]=100，查规范表得：φ3=0.746满足要求！附墙杆4长细比：λ4=L0/i=(a42+b42)0.5/i=(37002+53002)0.5/73.977=87.375≤[λ]=100，查规范表得：φ4=0.639满足要求！附墙杆1轴心受压稳定系数：σ1＝N1/(φ1A)=225319/(0.639×6565.929)=53.703N/mm2≤[f]=215N/mm2塔吊附墙施工方案满足要求！附墙杆2轴心受压稳定系数：σ2＝N2/(φ2A)=229522/(0.746×6565.929)=46.859N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求！附墙杆3轴心受压稳定系数：σ3＝N3/(φ3A)=230506/(0.746×6565.929)=47.059N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求！附墙杆4轴心受压稳定系数：σ4＝N4/(φ4A)=224653/(0.639×6565.929)=53.545N/mm2≤[f]=215N/mm2满足要求！五、附着支座与建筑物构件连接的计算附着支座与建筑物的连接采用与预埋件在建筑物构件上的连接采用钢筋拉钩与构件上的主筋连接。预埋件钢筋的规格和施工要求按照下面要求确定：1．预埋件钢筋拉钩必须用HPB300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为预埋钢筋数量；d为预埋钢筋直径；l为预埋钢筋埋入长度；f为预埋钢筋与混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆的轴向力。5．预埋钢筋数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋钢筋埋入长度不少于15d；钢筋埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。计算：本工程采用螺栓为HPB300圆钢，直径为25mm，附着的建筑物构件混凝土强度等级C40，每个预埋件数量为4根，0.75*4*3.14*25*400*3.0=282600N=282.6KN根据以上受力分析，附着杆最大的轴向力为112KN〈282.6KN塔吊附墙施工方案故：附着支座与建筑物的连接满足结构安全要求。六、附着支座力学计算1、塔机满载工作，起重臂顺塔身x-x轴或y-y轴，风向垂直于起重臂；2、塔机处于非工作状态，起重臂处于塔身对角线，风向由起重臂吹向平衡臂。对于第一种受力状态，塔身附墙承担