钢井架基础施工方案(18-19栋).doc

目 录
第一章、工程概况 1
第二章、编制依据 2
第三章、安装概况及设备选用 3
第四章、钢井架基础验算格构式井架计算书（附墙架） 4
第五章、地下室顶板验算 12
第六章、附图 13
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第一章、工程概况
序号
项 目
内 容
1
工程名称
增城恒福花园住宅小区1-21栋项目
2
工程地址
中新镇
3
建设单位
广州恒创投资有限公司
4
设计单位
广东中美建筑设计院有限公司
5
监理单位
广州创源汇美建设监理工程有限公司
6
工程规模
本工程由19栋6-20层的单体建筑组成，其中地下一层连体，建筑面积约 32654.0 m2，地上均为6-20层，建筑总面积约 100581.80 m2
7
质量目标
确保广州市合格工程，争创增城市优良样板工程。
8
安全、文明施工目标
确保广州市安全生产、文明施工合格工地，争创争创增城市优良样板工程工地。
地下
层数
1层
层高
3.9m（局部5.35 m）
地上
层数
6-20层
层高
首层3.0m
标准层 3.0m
商铺首层5.0 m二层4.8米
基础结构形式
直径为500高强预制管桩
主体结构形式
框架--剪力墙
屋面形式
钢筋砼平屋面
第二章、编制依据
1、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）
2、《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ88-xxx）
3、《建筑机械使用安全技术规程》
4、《广东省建设工程物料提升机使用安全管理规定》（粤建管字[2003]39 号）
5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-xxx）
6、《建筑结构设计手册》（四川科学技术出版社2005版）
第三章、安装概况及设备选用
根据工程的结构类型和特点，本工程需安装2部高为30m的架物料提升机，由于工程平面较复杂，经对现场综合性考虑和比较，钢井架立在地下室顶板上较合理，其具体安装位置为19栋aA～aD×a4~a5(3号机)和aJ×a1～a6(4号机)。采用在现有地下室顶板上增设基础，而在基础上预埋8Φ18钢筋与钢井架架体通过刚性连接件形成刚性联接。
本工程选定安装的物料提升机的设备型号如下：
井架类型： SS100型钢井架；
卷扬机类型： JK1.5D型 卷扬机，电动机型号为YJ52-4，
电机功率为10kW，最大载重为1 吨，平均速度为33m/min；
钢丝绳类型：钢丝绳直径11mm。
第四章、钢井架基础验算格构式井架计算书（附墙架）
本格构式型钢井架设计高度为26.95米，吊重10kN，塔吊截面尺寸：长a×宽b=2m×2m，井架立柱为4L75×8角钢，缀条L63×4角钢，附墙架为18号工字钢，地基作在人防地下室顶板面,承台高度300mm,混凝土采用C20。
附墙标高：+5.95、+14.95、+20.95、+26.95
2、荷载计算
(1)起吊物和吊盘重力（包括索具等）
G=K(Q+q)
其中 K—动力系数，K=1.00；
Q—起吊物体重力，Q=10kN
经过计算得到G=13kN；
(2)提升重物的滑轮组引起的钢丝绳拉力S
S=f0×G
其中f0—引出绳拉力计算系数，取1.02;
经过计算得到S=13.26kN；
(3)井架自重力q，取1.5kN/m;
井架的总重自重Nq=q，×H=1.5×26.95=40.425kN
附墙架以上部分自重：
Nq1=q，×(H－H1)= 1.5×(26.95-5.95)= 31.5kN；
Nq2=q，×(H－H2)= 1.5×(26.95-14.95)= 18kN；
Nqi-1=q，×(H－Hi-1)= 1.5×(26.95-14.95)= 18kN；
Nqi=q，×(H－Hi)= 1.5×(26.95-20.95)= 9kN；
(4)风荷载
Wk=W0×μz×μs×βz=0.50×0.48×1.00×0.7=0.168kN/㎡;
风荷载水平作用力：
q= Wk×B=0.168×2.828=0.475kN/m;
其中Wk—风荷载水平压力；
B—风荷载作用宽度，架截面的对角线长度，B==2.828m;
3、井架计算
(1)风荷载作用下井架的受力计算
附墙架对井架产生的水平力起到稳定井架的作用，在风荷载作用下井架的计算简图如下(取井架的最底部两跨及上部三跨计算)：
Q=0.64kN/m
h1=5.95m
h2=9m
h3=9m
h4=6m
h5=6m
M1=-0.73
M2=-3.35
M3=-3.72
M4=-7.7
M5=-11.52
V1=1.46
V3=2.84
V5=2.44
V7=1.28
V2=2.34
V4=2.92
V6=3.32
V9=3.84
V8=2.56

各支座由下到上的内力分别为：
V（1）=5.18kN , M(1)= -3.35kN·m
V（2）=5.36kN , M(2)= -3.72kN·m
V（i-1）=4.6kN , M(i-1)= -7.7kN·m
V（i）=6.4kN , M(i)= -11.52kN·m
Vmax=6.4kN;
(2)井架轴力计算
附墙架与型钢井架连接点截面的轴向力计算：
经过计算得到由下到上各附墙架与井架接点处截面的轴向力分别为：
第1道H1=5.95m；
N1=G+S+Nq1=13+13.26+31.5=57.76kN；
第2道H2=9m；
N2=G+S+Nq2=13+13.26+18=44.26kN；
第i-1道Hi-1=6m；
Ni-1=G+S+Nqi-1=13+13.26+18=44.26kN；
第i道Hi=6m；
Ni=G+S+Nqi=13+13.26+9=35.26kN；
4、截面验算
(1)井架截面的力学特性；
井架的截面尺寸为2m×2m；
主肢型钢采用4L75×8；
主肢的截面力学参数为：zo=2.15cm,Ixo=Iyo=59.96㎝4，Ao=11.503㎝2;
缀条型钢采用L63×4；
缀条的截面力学参数为：Rmin=1.26㎝，Ao= 4.978㎝2;

井架的y—y轴线截面总惯性距：
Iy=4=4×[59.96+11.503×(2×100/2-2.15)2]= 440787.37cm4
井架的x—x轴线截面总惯性距：
I=4=4×[59.96+11.503×((2×100/2-2.15)2]= 440787.37cm4
井架的y,—y,轴和x,—x,轴线截面总惯性距：
I,y= I,= =440787.37cm4
(2)井架的长细比计算：
井架的长细比计算公式:
λ=
其中 H—井架的总高度，取26.95m;
I—井架的截面最小惯性距，取440787.37cm4；
A0— 一个主肢截面面积，取11.503㎝2；
经过计算得到λ=26.95×100/(440787.37/(4×11.503))0.5=27.535。
换算长细比计算公式：
0=
其中A—井架截面的毛截面面积，取4×11.503㎝2；
A1—井架横截面所截垂直与x-x轴y-y轴的毛截面面积，取2×4.978cm
经过计算得到=30.709。
查表得=0.932。
(3).井架整体稳定性计算：
井架在弯距作用平面内的整体稳定性计算公式：
σ=
其中N —轴心压力的计算值（kN）；
A —井架横截面的毛截面面积，取4×11.503=46.012㎝2
—轴心受压构件弯距作用平面内的稳定系数，取=0.932；
—等效弯距系数，取1.0；
M—计算范围段最大偏心弯距值；
W1—弯距作用平面内，较大受压纤维的毛截面抵抗矩，
W1=I/（a/2）=440787.37/(2×100/2)= 4407.874cm；
N，EX—欧拉临界力；
N，EX=
=3.142×206000×(4×11.503×100)/1.1×27.5352=11205591.362N；
经过计算得到由上到下各附墙件与井架接点处截面的强度分别为
第一道H1=5.95m,N1=57.76kN,M1=-3.35kN·m;
σ= 14.233N/mm2
第1道附墙处截面计算强度σ=14.233N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求。
第二道H2=9m,N2=44.26KN,M2=-3.72kN·m;
σ= 11.168N/mm2
第2道附墙处截面计算强度σ=11.168N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求。
第i-1道Hi-1=6m,Ni-1=44.26kN,Mi-1=-7.7kN·m;
σ= 12.074N/mm2
第i-1道附墙处截面计算强度σ=12.074N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求。
第i道Hi=6m,Ni=35.26kN,Mi=-11.52kN·m;
σ= 10.844N/mm2
第i道附墙处截面计算强度σ=10.844N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求。
(4)缀条的计算
缀条型钢采用L63×4；
1)斜缀条按下式计算：
①缀条内力计算
N1=V/4sinθ=11.638/(4×0.8)= 3.637kN
其中V为实际最大剪力Vmax=6.4kN与计算剪力
V==215×4×(11.503/85×10)= 11.638kN较大值。
式中A—全部柱肢的毛截面面积（㎜2）；
f—型刚强度设计值；
②缀条刚度按下式计算：
λ=l/Rmin=2.5×100/1.26=198.413
式中l—缀条的几何长度；
Rmin—截面的最小回转半径。
斜缀条刚度λ=L/Rmin=198.413＜200 ,满足要求。
③缀条稳定性按下式计算：
σ=N/（ΦA）=3.637×1000/(0.19×4.978×100)= 38.453N/mm2
其中Φ—受压构件稳定系数
A—毛截面面积（mm2）
斜缀条稳定性σ=N/(φA)=38.453N/mm2＜215 N/mm2,满足要求。
2)横缀条按下式计算：
①缀条内力计算
N2=V/2=11.638/2=5.819kN
其中V为实际最大剪力Vmax=6.4kN与计算剪力
V==215×4×(11.503/85×10)= 11.638kN较大值。
式中A—全部柱肢的毛截面面积（㎜2）；
f—型刚强度设计值；
②缀条刚度按下式计算：
λ=a/Rmin=2×100/1.26=158.73
式中 a—缀条的几何长度；
Rmin—截面的最小回转半径。
横缀条刚度λ=L/Rmin=158.73＜200 ,满足要求。
③缀条稳定性按下式计算：
σ=N/（ΦA）=5.819×1000/(0.279×4.978×100)= 41.898N/mm2
其中Φ—受压构件稳定系数
A—毛截面面积（mm2）
横缀条稳定性σ=N/(φA)=41.898N/mm2＜215 N/mm2,满足要求。
5、附墙架计算
(1)附墙架内力计算
塔吊附着杆件的计算属于一次超静定问题，在外力N作用下求附着杆的内力，N取第二部分计算所得的Rmax,N=6.4kN.
(2)附墙架强度验算
1）杆件轴心受拉强度验算
验算公式：
σ=
其中σ—为杆件的受拉应力；
N—杆件的最大轴向拉力，取N=6.4kN；
An—杆件的截面面积，本工程选取的是18号工字钢；
查表可知An=3060mm2.
经计算，杆件的最大受拉应力
σ= 6.4×1000/3060=2.092N/mm2
杆件最大拉应力σ=N/An=2.092＜215,满足要求。
2）杆件轴心受压强度验算
验算公式：
σ=
其中σ—杆件的压应力；
N —杆件的轴向压力；
An—杆件的截面面积；
λ—杆件长细比，由l/i的值确定；
杆件：取λ=5.6×100/7.36=76.087
—杆件受压稳定系数，根据λ查表计算得：
杆件：取 =0.714
σ=6.4×1000/(0.714×3060)= 2.929N/mm2
杆件最大压应力σ=N/An=2.929＜215,满足要求。
6、井架基础验算
(1)井架基础承受的轴向力计算
N=G+Nq+S=13+13.26+40.425=66.685kN;
井架单支型钢所传递的集中力为：F=N/4=66.685/4=16.671kN；
(2)井架单肢型钢与基础的连接钢板计算
预埋钢板的面积A0=F/fc=16.671×1000/7.2=2315.417mm2；
(3)井架基础计算
单肢型钢所需混凝土基础面积A计算如下：
A= F/fa=16.671×1000/100/1000=166710mm2；
单肢型钢混凝土基础边长：a==408.301㎜；
(4)配筋计算
井架单肢型钢混凝土基础计算简图相当于一个倒梯梁，其板底最大弯距按下式计算：
M=
式中：M—井架单肢型钢混凝土基础底版中性轴处的弯距设计值；
l—井架单肢型钢混凝土基础底版中性轴处至基底边缘的距离；取l=a/2=408.301/2=204.151mm;
q—相对于荷载效应基本组合时的基础底面地基础单位面积净反力，取去q=100×204.151/1000=20.415kN/m；
经过计算得M=0.5×20.415×(204.151/1000)2=0.425kN·m；
依据《混凝土结构设计规范》，板底配筋计算公式如下：

式中，α1—当混凝土强度不超过C50时，取1.0，当混凝土强度等级为C80时，取为0.94，期间按线形内插法确定,取α1=1.00；
Fc—混凝土抗压强度设计值，查表得7.2kN/㎡；
Ho—承台的计算高度，取ho=300-20=280㎜。
经过计算得：
=0.425×/(1.0×7.2×408.301×2802)= 0.002
=1-(1-2×0.002)= 0.002
=1-0.002/2=0.999
As=0.425×/(0.999×280×300)= 5.065mm2
由于最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为：183.735mm2。
最小配筋面积为：183.735mm2。
(5)构造要求
井架四个单肢型钢混凝土基础间配置双层双向12@200的通长筋，用C20等级300厚的混凝土浇筑成整体混凝土板。
第五章、地下室顶板验算
1）根据《人防结施--人防地下室结构设计说明》图纸，地下室顶板的战时功能等效静荷载标准值及压力值为40~70 kN/m2。
2）钢井架及基础的均布荷载： <40 kN/m2。
3）卷扬机及基础的均布荷载： <40 kN/m2。
2）考虑影响施工的因素比较复杂，所以对钢井架基础范围的顶板梁进行支顶以确保施工的安全。支顶间距900×900,分别顶于板与梁底.支顶范围在井架面积范围内向外延伸1000mm为支顶加固面积。
第六章、附图
1、钢井架基础平面布置图。
2、厂家提供的基础图及钢井架参数。