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旧城改造安置房工程塔吊施工方案

1.工程名称：XX县旧城改造安置房工程X标段；

5.结构类型：钢筋混凝土框剪结构；

6.建筑层数：地上十七层DB37／T 5158-2020标准下载，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。

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。

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。

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。

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）。

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

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。

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)。

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

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

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)；

经过计算得到弯矩设计值：

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

四.矩形承台截面主筋的计算

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。

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

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

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!

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

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：

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；

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

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。

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!

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。

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

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)

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=

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：

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

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

计算单元的平衡方程为:

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。

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

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

1．杆件轴心受拉强度验算

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

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。

XX小区地下室施工组织设计最大压应力不大于拉杆的允许压应力2165N/mm2,满足要求!

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!

广东市政定额 D.3 桥涵工程20190112八.附着支座连接的计算