湘潭万达广场项目B区12#塔吊附着方案.doc

目 录
一、编制依据 1
二、工程概况 1
三、附着 1
3.1附墙预埋 2
3.2安装附着框 3
3.3附着装置受力计算 4
四、塔机附着验算计算书 5
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一、编制依据
1、 《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
2、 《项目提供建筑结构施工相关设计图纸》
3、 《江汉建机QTZ63(TC5610Z-6)塔式起重机使用说明说》
二、 工程概况
湘潭万达广场项目占地265亩，建筑密度 55%，总建筑面积88.6万m2，其中地上71.9万m2， 地下16.7万m2。
本项目暂计划安装28台塔机，本方案只针对B区12#塔机，为 QTZ63( TC5610Z-6) 型塔机，塔吊初始安装高度为28米，塔吊最终安装高度约为110米。起重臂朝正西向
三、附着
考虑到施工要求与塔身，附着架的受力，规定了附着架与基础平面的距离，附着架之间以及附着架以上悬高的极限值。
本塔机固定独立式的最大起升高度为40m。起升高度要超过40m，必须附着对塔吊进行加固。附着式塔机的最大起升高度可达140m。在工作高度≤70m时，可采用二倍或四倍率起升，当工作高度＞70m时，只能采用二倍率起升。附着试的结构布置与独立试相同，为了增加起升高度，塔身增加了标准节；为了提高塔机的稳定性和塔身的高度。在塔身的全高内设置了若干道附着装置。
考虑到施工要求与塔身，附着架的受力，规定了附着架与基础平面的距离，附着架之间以及附着架以上悬高的极限值。
塔机附墙后最高工作高度140米，本工程需要达到110米。
水平布置：

附墙高度布置如下图:

附着采用预埋螺栓方式、附着采用4根拉杆、预埋在建筑物梁或柱上，5套附着。
附着装置的要求：当塔吊顶升高度达40米时，还不能满足建筑物最大高度，应在规定位置安装附着装置。（参见后图）
3.1附墙预埋
根据施工图纸，塔机高度在28米位置，采用高强度穿墙螺栓连接上下两块铁板（提前加工好400*300*20的铁板，每块钻孔6个）固定铁板，而铁板与杆件连接采用预埋螺母螺母材料Q45）外部连接采用(高强度8.8级)如图。

附着拉杆制作，采用200方钢，合拼焊接制成长度以塔身垂直后与预埋板之间实际距离为准，连接销轴为Φ50×240。
安装前由安全巡视人员负责组织机械工、塔机司机和辅助工熟悉了解情况，进行技术交底，做到每一个人都清楚自己的工作内容及职责，了解其他相关位置的配合情况，熟悉工作过程中应该注意的安全须知，熟悉塔机使用说明书，尽量做到心中有数，以避免因工作性质了解不够而给工作带来隐患。作业人员必须持相应上岗证作业，并符合高空作业身体条件，不得酒后作业。
3.2安装附着框：
附着装置示意图（2.2-2）

（1）将附着左半框架吊至塔身顶升耳处（距锚固点最近的顶升耳处），并
将杠架落至顶升耳上。
（2）用销轴及开口销将撑杆固定在框架上。
（3）用销轴及开口销将撑杆固定在撑杆上。
（4）将连接好的两个撑上用螺栓、螺母连接在一起。
（5）用相同方法连接另一侧撑杆。
（6）吊装右半框架至左装框架处，用螺栓、垫圈螺母将左右框架连接在一起。
（7）按步骤将撑杆连接至框架上。
（8）至此，附着框组装完毕，根据附着拉杆位置调整附着框位置，待位置确定后，用楔块将附着框固定在标准节上。
3.3附着装置受力计算
塔机附着验算计算书
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、塔机附着杆参数
塔机型号
TC5610
塔身桁架结构类型
型钢
塔机计算高度H(m)
110
塔身宽度B(m)
1.6
起重臂长度l1(m)
50
平衡臂长度l2(m)
12.4
起重臂与平衡臂截面计算高度h(m)
1.06
工作状态时回转惯性力产生的扭矩标准值Tk1(kN·m)
454.63
工作状态倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
270
非工作状态倾覆力矩标准值Mk'(kN*m)
355.37
附着杆数
四杆附着
附墙杆类型
Ⅰ类

附墙杆截面类型
钢管
附墙杆钢管规格(mm)
Φ140×6
塔身锚固环边长C(m)
1.8
二、风荷载及附着参数
附着次数N
5

附着点1到塔机的横向距离a1(m)
4.1
点1到塔机的竖向距离b1(m)
5
附着点2到塔机的横向距离a2(m)
4.1
点2到塔机的竖向距离b2(m)
5
附着点3到塔机的横向距离a3(m)
5.5
点3到塔机的竖向距离b3(m)
6
附着点4到塔机的横向距离a4(m)
5.5
点4到塔机的竖向距离b4(m)
6
工作状态基本风压ω0(kN/m2)
0.2
非工作状态基本风压ω0'(kN/m2)

0.35
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
第N次附着
附着点高度h1(m)
附着点净高h01(m)
风压等效高度变化系数μz
工作状态风荷载体型系数μs
非工作状态风荷载体型系数μs'
工作状态风振系数βz
非工作状态风振系数βz'
工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk
非工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk'
第1次附着
28
16.8
0.738
1.95
1.95
1.825
1.839
0.282
0.498
第2次附着
44
16
0.856
1.95
1.95
1.763
1.816
0.316
0.57
第3次附着
61
16
0.986
1.95
1.95
1.74
1.786
0.36
0.646
第4次附着
78
17
1.092
1.95
1.95
1.707
1.759
0.391
0.705
第5次附着
92
16
1.188
1.95
1.95
1.698
1.749
0.423
0.762
附图如下:

塔机附着立面图
三、工作状态下附墙杆内力计算
1、在平衡臂、起重臂高度处的风荷载标准值qk
qk=0.8βzμzμsω0α0h=0.8×1.692×1.22×1.95×0.2×0.35×1.06=0.239kN/m
2、扭矩组合标准值Tk
由风荷载产生的扭矩标准值Tk2
Tk2=1/2qkl12-1/2qkl22=1/2×0.239×562-1/2×0.239×12.92=354.866kN·m
集中扭矩标准值（考虑两项可变荷载控制的组合系数取0.9）
Tk=0.9(Tk1+ Tk2)=0.9×(454.63+354.866)=728.546kN·m
3、附着支座反力计算

计算简图

剪力图
得：RE=24.064kN
在工作状态下，塔机起重臂位置的不确定性以及风向的随机性在计算支座6处锚固环截面内力时需考虑塔身承受双向的风荷载和倾覆力矩及扭矩。
4、附墙杆内力计算
支座6处锚固环的截面扭矩Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座6处的附墙杆承担）,水平内力Nw=20.5RE=34.032kN。
计算简图：

塔机附着示意图
α1=arctan(b1/a1)=51.189°
α2=arctan(b2/a2)=41.424°
α3=arctan(b3/a3)=39.806°
α4=arctan(b4/a4)=49.708°
β1=arctan((b1-c/2)/(a1+c/2))=40.179°
β2=arctan((b2+c/2)/(a2+c/2))=42.138°
β3=arctan((b3+c/2)/(a3+c/2))=40.815°
β4=arctan((b4-c/2)/(a4+c/2))=38.956°
四杆附着属于一次超静定结构，用力法计算，切断T4杆并代以相应多余未知力X1=1。
δ11× X1+Δ1p=0
X1=1时，各杆件轴力计算：
T11×sin(α1-β1)×(b1-c/2)/sinβ1+T21×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T31×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3-1×sin(α4-β4)×(b4-c/2)/sinβ4=0
T11×cosα1×c-T31×sinα3×c-1×cosα4×c-1×sinα4×c=0
T21×cosα2×c+T31×sinα3×c-T31×cosα3×c+1×sinα4×c=0
当Nw、Tk同时存在时，θ由0～360°循环，各杆件轴力计算：
T1p×sin(α1-β1)×(b1-c/2)/sinβ1+T2p×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T3p×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3+Tk=0
T1p×cosα1×c-T3p×sinα3×c+Nw×sinθ×c/2-Nw×cosθ×c/2+Tk=0
T2p×cosα2×c+T3p×sinα3×c-T3p×cosα3×c-Nw×sinθ×c/2-Nw×cosθ×c/2-Tk=0
δ11=Σ(T12L/(EA))=T112(a1/cosα1)/(EA)+T212(a2/cosα2)/(EA)+T312(a3/cosα3)/(EA)+12(a4/cosα4)/(EA)
Δ1p=Σ(T1×TpL/(EA))=T11×T1p(a1/cosα1)/(EA)+T21×T2p(a2/cosα2)/(EA)+T31×T3p(a3/cosα3)/(EA)
X1= -Δ1p/δ11
各杆轴力计算公式如下：
T1= T11×X1+ T1p，T2= T21×X1+T2p，T3=T31×X1+T3p，T4=X1
（1）θ由0～360°循环，当Tk按图上方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=0kN，T2=164.815kN，T3=0kN，T4=226.594kN
最大轴压力T1=203.654kN，T2=0kN，T3=195.496kN，T4=0kN
（2）θ由0～360°循环，当Tk按图上反方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=203.653kN，T2=0kN，T3=195.497kN，T4=0kN
最大轴压力T1=0kN，T2=164.815kN，T3=0kN，T4=226.594kN
四、非工作状态下附墙杆内力计算
此工况下塔机回转机构的制动器完全松开，起重臂能随风转动，故不计风荷载产生的扭转力矩。
1、附着支座反力计算

计算简图

剪力图
得：RE=35.064kN
2、附墙杆内力计算
支座6处锚固环的水平内力Nw=RE=35.064kN。
根据工作状态方程组Tk=0，θ由0～360°循环，求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=11.078kN，T2=25.423kN，T3=26.12kN，T4=11.301kN
最大轴压力T1=11.079kN，T2=25.424kN，T3=26.121kN，T4=11.301kN
五、附墙杆强度验算
附墙杆钢管规格(mm)
Φ140×6
附墙杆截面面积A(mm2)
2525.84
附墙杆截面回转半径i(mm)
47.424
附墙杆强度设计值[f](N/mm2)
215
1、杆件轴心受拉强度验算
σ=N/A=226594/2525.84=79.301N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
2、杆件轴心受压强度验算
附墙杆1长细比：
λ1=L0/i=(a12+b12)0.5/i=(37002+46002)0.5/47.424=124.481> [λ]=100，查规范表得：φ1=0.414
附墙杆2长细比：
λ2=L0/i=(a22+b22)0.5/i=(34002+30002)0.5/47.424=95.612≤[λ]=100，查规范表得：φ2=0.584
满足要求！
附墙杆3长细比：
λ3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(36002+30002)0.5/47.424=98.814≤[λ]=100，查规范表得：φ3=0.563
满足要求！
附墙杆2轴心受压稳定系数：
σ2＝N2/(φ2A)=164815/(0.584×2525.84)=99.525N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
附墙杆3轴心受压稳定系数：
σ3＝N3/(φ3A)195496/(0.563×2525.84)=137.796N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求
3、螺杆验算
螺杆有效直径66.37mm，有效截面积A=3460
；
查a类截面受压稳定系数表：
；
==65.1N/< 215 N/。
满足要求
4、附着耳座剪力验算
==94.5N/< 124N/。
螺栓剪力计算
==57N/< 124N/。
满足要求！