旧城改造安置房工程塔吊施工方案.doc

1. 工程概况
1.工程名称：XX县旧城改造安置房工程X标段；
2.建设单位：
4.建设地点：
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C35 5000×5000×1250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:

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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
1 1 20 0 杂填土
2 13.3 50 0 中砂
3 7.9 60 0 砾砂
4 12.5 60 5000 中砂
5 12.8 120 8000 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：95.43 kN
杆2的最大轴向压力为：53.15 kN
杆3的最大轴向压力为：68.58 kN
杆1的最大轴向拉力为：95.43 kN
杆2的最大轴向拉力为：53.15 kN
杆3的最大轴向拉力为：68.58 kN
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：65.38 kN
杆2的最大轴向压力为：12.74 kN
杆3的最大轴向压力为：58.12 kN
杆1的最大轴向拉力为：65.38 kN
杆2的最大轴向拉力为：12.74 kN
杆3的最大轴向拉力为：58.12 kN
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；

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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