塔吊基础方案地下室顶板DOC.doc

盘插钢管落地支撑塔吊基础支撑架计算报审表
工程名称
******
审核部位
盘插钢管落地支撑架
计算参数
立杆纵距0.6m立杆横距0.6m，立杆步距1.2m，支撑架搭设高度为5.1m，平台底钢管间距离为200mm，水平杆与立杆连接采盘插扣件。塔吊使用最大最大荷载23kN/m2。
设计示意图

搭设材料
平台支架采用φ48×3.2盘插钢管搭设。
序号
审核要点
计算过程
结论
1
纵向支撑钢管计算
纵向钢管的计算应力
σ =48.424 N/mm2 < [f] =205 N/mm2
符合要求
纵向钢管的最大挠度为
V =0.202 mm < [V] =600/150且 < 10 mm
符合要求
2
横向支撑钢管计算
横向钢管的计算应力
σ=140.119 N/mm2 < [f]=205 N/mm2
符合要求
支撑钢管的最大挠度为
V =0.728 mm < [V]=600/150且 < 10 mm
符合要求
3
立杆的稳定性验算(必须同时满足规范中的三个公式计算应力的要求)
钢管立杆稳定性验算公式一
σ =87.153 N/mm2 < 抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2
符合要求
钢管立杆稳定性验算公式二
σ =38.979 N/mm2 < 抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2
符合要求
钢管立杆稳定性验算公式三
σ =47.61 N/mm2 < 抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2
符合要求
4
立杆的地基承载力计算
地基承载力fg=150Kpa
脚手架立杆对地基的压力
P=47.22kpa ≤ fg =150 kpa
符合要求
结论
符合要求
设计单位意见

审核人

总监理
工程师

编制人

审核时间

注：此表数据来源于计算书，详细计算过程请查阅计算书。

******·国际家居城市广场

塔吊基础
盘插钢管落地支撑架
专项方案

************建设有限公司
2014年5月

目 录

一、工程概况及说明 4
二、塔式起重机基础计算 4
三、塔式起重机部位楼板计算及支撑 6
四、附图 7
附图1、塔式起重机平面位置图 8
附图2、支撑架搭设平面图 8
附图3、塔式起重机位置钢管支撑图负1层 9
附图4、塔式起重机位置钢管支撑图负2层、负3层 10
计算书： 12

一、工程概况及说明
本工程为****实业有限公司投资开发的商业综合楼，地处****，****交汇处，总建筑面积为****平方米；地下室为**，地上部分***层，建筑总高度最高为****米；本工程相对标高±0.000 相当于绝对标高477.460m。
根据施工组织计划和现场施工实际情况需要，在10/D-L轴地下室顶板上（-1.05m）安装一台塔式起重机，（具体安装位置及尺寸见附图）其型号为QTZ5010，安装高度约为30米，塔式起重机基础采用砼预制拼装多用塔机基础。塔式起重机租赁公司为******万邦机械租赁有限公司，塔式起重机安装单位为******租赁有限公司，塔机基础生产、安装单位为******鑫塔塔机基础设备有限公司******分公司。塔式起重机基础落在地下室顶板上的10/D-L轴框架柱位置。
二、塔式起重机基础计算
㈠、参数计算
塔机基础承受的自重F1的近似计算：（参数参照相同塔机使用说明书）

塔机自身重量=[底座节+标准节+起重臂+配重块+起升机构+平衡臂+其他构件重量]
以上总重量 =31920kg
人员、照明灯具、安全设施等: 200kg
则 F1=31920+200=32120kg=32120×9.8÷1000=314.776 kN
最大起重荷载F2=4000Kg×9.8÷1000=39.2kN
砼预制拼装多用塔机基础尺寸为：7.0×7.0=49m2
塔机基础自重为F3= 58000Kg×9.8÷1000=568.4 kN
㈡、塔吊基础地下室顶板板面的竖向力计算
1. 塔吊自重(包括压重)F1=314.776 KN
2. 塔吊最大起重荷载F2=39.2 kN
3. 预制塔机基础自重F3=568.4 KN
由以上计算可得，作用于地下室顶板板面的竖向力 F=1.2×(F1+F2+F3)=1106.85 kN
地下室顶板板面所承受的荷载标准值为:22.5888 kN/ m2
本工程地下室顶板设计承载力为：≤20 kN/ m2，故需对塔机基础部位的地下室顶板进行加固，详见附图示。
本次计算仅计算板面竖向承载力，不考虑弯矩影响，砼预制拼装多用塔机基础已计算并对此有严格的要求。
三、塔式起重机部位楼板计算及支撑
1、塔机对地下室顶板的总压力F=1106.85 kN
地下室顶板的最大承受力（加支撑前）
根据《结构设计总说明》和结施38/46说明，顶板覆土及其它恒荷载总重量≤20KN/m2而塔机基础的最大承力面积为A=7×7=49m2
所以地下室顶板对塔机的最大承受力为20KN/ m2×49m2=980 KN，不能满足要求。
3、支撑方案
根据一、二可知：楼板必须支撑才能满足强度要求。
支撑方案：a、支撑安装位置如图所示，采用盘扣式钢管脚手架体系，立杆间距0.6m，步距1.2m，支撑计算高度5.1m。B、根据工地情况采用钢管Φ48×3.2及专用立杆钢板支座，支撑的制作简图如下。C、支撑立管必须均顶紧楼面，上垫方木。D、为加强支撑钢管的稳定性，利用-1层的10/D-L轴框架柱作为连接连墙件，并承担轴向受力，该位置能承受较大的弯矩和剪力，对梁板影响最小。
4、立杆基础承载力处理方案
根据《结构设计总说明》，-1层商场、-2层车库在该部位荷载值分别为3.5KN/m2、4.0 KN/m2，而由顶板传下的荷载远远大于此荷载值，因此必须将此荷载传至基础即-3层筏板地面上，本工程基础持力层为中风化砂岩（地基承载力特征值≥800kPa），即能满足要求。上下层支撑架钢管在同一条线上，保证承压力竖直传下至地基。
5、支撑完毕后，此部位地下室顶板的最大承受力：
根据支撑制作简图可知：
A=225A0=9.54×10-2m2
I=225I0=225×π/64×(0.0484-0.0424)=24.21×10-6m4
安全系数n=5
所以Fmax1=σ压×A==205×106N/ m2×9.54×10-2m2
=19.557×106N=17035.5 KN
Fmax2=π2EI/nl2==(3.142×210×109×24.21×10-6)/(5×1.22)
=6962110.05 N=6962.11 KN
所以支撑完毕后，地下室顶板该部位的最大承受力为6064.89 kN，符合要求。
6、为更详细计算钢管支撑的承载力和稳定性，采用了品茗脚手架智能计算软件进行自动计算，因该体系受力原理与落地卸料平台相同，特采取卸料平台模式进行验算。经计算，按照以上支撑方案各项要求均能满足。
7、钢管支撑架搭设规范与脚手架搭设要求相同，剪刀撑只搭设外围四周。
四、附图
1、塔式起重机平面位置图
2、支撑架搭设平面图
3、塔式起重机位置钢管支撑图-1层
4、塔式起重机位置钢管支撑图-2层、-3层
5、计算书

************建设有限公司
******·国际家居城市广场项目部
2014年5月27日
附图1、塔式起重机平面位置图

附图2、支撑架搭设平面图

附图3、塔式起重机位置钢管支撑图负1层

附图4、塔式起重机位置钢管支撑图负2层、负3层

顶托
参数：丝杆直径φ36，壁厚3.5，承载力≥100KN；

钢管顶托支撑大样图

计算书：
本次验算按照落地卸料平台计算模式进行。
钢管支撑架计算书
******工程；属于框架结构;地上6层;地下3层；建筑高度：32.00m；标准层层高：5.50m ；总建筑面积：160900.00平方米；总工期：480天；施工单位：************建设有限公司。
本工程由***有限公司投资建设，****建筑设计有限公司设计，***勘察设计有限公司地质勘察，****监理有限公司监理，****有限公司组织施工；由***担任项目经理，**担任技术负责人。
扣件式钢管落地支撑架的计算依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2014) 、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010、《建筑施工手册》（第五版）中国建筑工业出版社等编制。

一、参数信息:
1.基本参数
立杆横向间距或排距la(m):0.60，立杆步距h(m)：1.20；
立杆纵向间距lb(m):0.60，平台支架计算高度H(m)：5.10；
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):0.10，平台底钢管间距离(mm)：200.00；
钢管类型(mm):Φ48×3.2，扣件连接方式：单扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；
2.荷载参数
脚手板自重(kN/m2):0.300；
栏杆自重(kN/m):0.150；
材料堆放最大荷载(kN/m2):23.000；
施工均布荷载(kN/m2):4.000；
3.地基参数
地基土类型:岩石；地基承载力标准值(kpa):150.00；
立杆基础底面面积(m2):0.25；地基承载力调整系数:1.00。
二、纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为
截面抵抗矩 W = 4.73 cm3；
截面惯性矩 I = 11.36cm4；

纵向钢管计算简图
1.荷载的计算：
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：
q11 = 0.15 + 0.3×0.2 = 0.21 kN/m；
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：
q12 = 20×0.2 = 4 kN/m；
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：
p1 = 4×0.2 = 0.8 kN/m
2.强度验算:
依照《规范》5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和；
最大弯矩计算公式如下:

最大支座力计算公式如下:

均布恒载：q1 = 1.2 × q11+ 1.2 × q12 = 1.2×0.21+ 1.2×4 = 5.052 kN/m；
均布活载：q2 = 1.4×0.8 = 1.12 kN/m；

最大弯距 Mmax = 0.1×5.052×0.62 + 0.117 ×1.12×0.62 = 0.229 kN.m ；
最大支座力 N = 1.1×5.052×0.6 + 1.2×1.12×0.6 = 4.141 kN；
最大应力 σ = Mmax / W = 0.229×106 / (4730) = 48.424 N/mm2；
纵向钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2；
纵向钢管的计算应力 48.424 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压设计强度 205 N/mm2，满足要求！
3.挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度；
计算公式如下:

均布恒载:
q = q11 + q12 = 4.21 kN/m；
均布活载：
p = 0.8 kN/m；
V = (0.677 ×4.21+0.990×0.8)×6004/(100×2.06×105×113600)=0.202 mm；

纵向钢管的最大挠度为 0.202 mm 小于 纵向钢管的最大容许挠度 600/150与10 mm，满足要求！
三、横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P =4.141 kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图(kN.m)

支撑钢管计算变形图(mm)

支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0.663 kN.m ；
最大变形 Vmax = 0.728 mm ；
最大支座力 Qmax = 13.527 kN ；
最大应力 σ= 140.119 N/mm2 ；
横向钢管的计算应力 140.119 N/mm2 小于 横向钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！
支撑钢管的最大挠度为 0.728 mm 小于 支撑钢管的最大容许挠度 600/150与10 mm，满足要求！
四、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容：
(1)脚手架的自重(kN)：
NG1 = 0.149×5.1 = 0.759 kN；
(2)栏杆的自重(kN)：
NG2 = 0.15×0.6 = 0.09 kN；
(3)脚手板自重(kN)：
NG3 = 0.3×0.6×0.6 = 0.108 kN；
(4)堆放荷载(kN)：
NG4 = 20×0.6×0.6 = 7.2 kN；
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 8.157 kN；
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到，活荷载标准值 NQ = 4×0.6×0.6 = 1.44 kN；
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 1.2×8.157+ 1.4×1.44 = 11.805 kN；
五、立杆的稳定性验算:
立杆的稳定性计算公式:

其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 11.805 kN；
φ ------- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到；
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.59 cm；
A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.5 cm2；
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.73 cm3；
σ ------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)；
[f] ---- 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；
L0 ---- 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算
l0 = k1μh (1)
l0 = h+2a (2)
k1---- 计算长度附加系数，取值为1.185；
μ ---- 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；μ= 1.7；
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.1 m；
公式(1)的计算结果：
立杆计算长度 L0 = k1μh = 1.185×1.7×1.2 = 2.417 m；
L0/i = 2417.4 / 15.9 = 152 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.301 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =11804.868 /( 0.301×450 )= 87.153 N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ = 87.153 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
公式(2)的计算结果：
L0/i = 1400 / 15.9 = 88 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.673 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =11804.868 /( 0.673×450 )= 38.979 N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ = 38.979 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 -- 计算长度附加系数，按照表2取值1.007 ；
公式(3)的计算结果：
L0/i = 1670.613 / 15.9 = 105 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.551 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =11804.868 /( 0.551×450 )= 47.61 N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ = 47.61 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则容易存在安全隐患。

以上表参照 杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
六、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 150 kpa；
其中，地基承载力标准值：fgk= 150 kpa ；
脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ；
立杆基础底面的平均压力：p = N/A =47.22 kpa ；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 11.8 kN；
基础底面面积 ：A = 0.25 m2 。
p=47.22 ≤ fg=150 kpa 。地基承载力满足要求！
七、结论和建议:
符合要求。