井字架专项方案.doc

井架基础施工方案
一、工程概况
鄞州新城区原特殊教育学校地块工程位于宁南北路以东，环城南路以南，麟寓路以西，嵩江路以北。地块总用地面积42469平方米，总建筑面积约为122064.13平方米，本工程住宅建筑设计标高±0.000相当于黄海高程4.9米。本工程由1#~10#楼和商业1#楼组成,1#、2#楼建筑高度为56m，3#~8#楼建筑高度为27m，9#楼建筑高度为24m、10#楼建筑高度为23.4m，商业1#楼建筑高度为23.8m。考虑实际垂直运输需要，本工程考虑到施工过程中的垂直运输，在商业1#楼布置2台型钢井字架,3#、5#、7#、10#楼各布置1台型钢井架，4#、6#、8#、9#楼各布置2台型钢井架。
二、型钢井字架
鄞州新城区原特殊教育学校地块工程采用的型钢井字架为宁波市建设集团机械制造分公司生产的SSB80型，外形尺寸为4700×2300，吊笼尺寸为4100×1350×1800，标准节每节为1.8m，井架立杆采用∠75×75×7，连接角铁用∠90×90×6，斜撑杆用∠63×63×6，水平撑杆用∠50×50×5，天梁采用二根轻型14a槽钢，配备为6.1kN，吊笼导轨和配重导轨用φ45×3焊接钢管。
附墙杆每二层设置一道拉杆，商业1#楼设置二道附墙杆，其余各楼号设置四道附墙杆。
井字架基础（基础见附图）。
基础技术要求：根据工地现场情况，板顶标高为-0.700，足以承受井字架传给顶板的荷载，所以将井字架直接布置在地下室顶板之上；基础表面平整，水平偏差不小于10㎜；基础应设有排水设施，管径不小于50㎜，不得有积水浸泡基础现象。
三、附着计算
(一)、附墙架内力计算
塔吊四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= 5.707 kN 。
采用结构力学计算个杆件内力:
计算简图：

格构式井架【附墙架】
方法的基本方程：
计算过程如下：
δ11X1+Δ1p = 0
Δ1p = Ti0Tili/EA
δ11 = ΣTi0Tili/EA
其中: Δ1p为静定结构的位移；
Ti0为X=1时各杆件的轴向力；
Ti为在外力N作用下时各杆件的轴向力；
li为为各杆件的长度。
考虑到各杆件的材料截面相同，在计算中将弹性模量与截面面积的积EA约去，可以得到：
X1 = -Δ1p/δ11
各杆件的轴向力为：
T1* = X1 T2* = T20×X1 + T2 T3* = T30×X1 + T3 T4* = T40×X1 + T4
以上的计算过程将θ从0-360度循环，解得每杆件的最大轴压力，最大轴拉力：
杆1的最大轴向拉力为: 1.28 kN；
杆2的最大轴向拉力为: 4.81 kN；
杆3的最大轴向拉力为: 4.81 kN；
杆4的最大轴向拉力为: 1.28 kN；
杆1的最大轴向压力为: 1.28 kN；
杆2的最大轴向压力为: 4.81 kN；
杆3的最大轴向压力为: 4.81 kN；
杆4的最大轴向压力为: 1.28 kN；
(二)、附墙架强度验算
1． 杆件轴心受拉强度验算
验算公式:
σ= N / An ≤f
其中 σ --为杆件的受拉应力；
N --为杆件的最大轴向拉力,取 N =4.81 kN；
An --为杆件的截面面积，本工程选择的是钢管Φ48×4
查表可知 An =489.06 mm2。
经计算， 杆件的最大受拉应力 σ=4.81×103/489.06 =9.84N/mm2；
最大拉应力σ=9.84 N/mm2不大于拉杆的允许拉应力 205N/mm2, 满足要求。

2． 杆件轴心受压强度验算
验算公式:
σ= N / φAn ≤f

其中 σ --为杆件的受压应力；
N --为杆件的轴向压力， 杆1: 取N =1.28kN；
杆2: 取N =4.81kN；
An --为杆件的截面面积，本工程选择的是钢管Φ48×4
查表可知 An =489.06 mm2。
λ --杆件长细比,由l/i的值确定；
杆:取λ= 2828.427 / 15.782 = 179.000≤180，

四、井架基础验算
1、井架基础所承受的轴向力N计算
N = G + Nq +S =11 + 52.5 +11.22 =74.72 kN；
井架单肢型钢所传递的集中力为 ：F＝N/4 = 18.680 kN ；
2、井架单肢型钢与基础的连接钢板计算
由于混凝土抗压强度远没有钢材强，故单肢型钢与混凝土连接处需扩大型钢与混凝土的接触面积，用钢板预埋，同时预埋钢板必须有一定的厚度，以满足抗冲切要求。预埋钢板的面积A0计算如下：
A0=F/fc=18.680×103/11.900= 1569.748 mm2；
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=18.680×103/(100.0×10-3)= 186800.000 mm2；
单肢型钢混凝土基础边长:a=186800.0001/ 2＝ 432.204 mm；
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，其板底最大弯矩按下式计算：
M = ql2/2
式中：M --井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处的弯矩设计值；
l --井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处至基底边缘的距离，取l = a/2＝216.102 mm；
q --相应于荷载效应基本组合时的基础底面地基土单位面积净反力，取q=100.000×216.102×10-3= 21.610 kN/m；
经过计算得 M= 0.5×21.610× (216.102×10-3) 2 ＝0.505 kN·m；
依据《混凝土结构设计规范》，板底配筋计算公式如下:
As = M/(γsh0fy)
αs = M/(α1fcbh02)
ζ = 1-(1-2αs)1/2
γs = 1-ζ/2
式中，αl --当混凝土强度不超过C50时， α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；
fc -- 混凝土抗压强度设计值，查表得fc= 11.900 kN/m2；
ho --承台的计算高度，ho=300-20=280 mm。
经过计算得：
αs= 0.505×106/(1.000×11.900×432.204×2802)=0.001；
ξ=1-(1-2×0.001)0.5= 0.001；
γs=1-0.001/2= 0.999；
As=0.505×106/(0.999×280×300.000)= 6.011 mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为: 432.204×300×0.15%=194.492mm2。
故取 As=194.492mm2。