塔吊附墙.doc

目录

一、工程概况 2
二、编制依据 2
三、附墙布置及尺寸 2
四、支座力计算 4
五、附着杆内力计算 6
六、附着杆强度验算 8
七、附着支座和建筑物构件连接的计算 8
八、附着设计和施工的注意事项 9
九、塔吊的附着的安装 9

一、工程概况
仁恒滨海半岛花园（D3地块）住宅工程坐落于珠海市唐家湾新城东部，情侣北路南段，总建筑面积约20.7万平方米（整体地下室、11栋高层及配套），A组团负责19、20、26、27、28、29号楼，B组团负责21、22、23、24、25号楼；建筑楼层地下1层，地上21-37层；建筑物高度67.675-112.675米。工程桩采用直径为500mm预应力高强度混凝土管桩及800~1200mm冲孔灌注桩；基础为承台基础。各栋号±0.000相对于绝对标高5.800m。根据工程需要，安装的QTZ80塔式起重机必须安装附墙才能满足施工高度的要求。
二、编制依据
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：
《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
《建筑施工手册》、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《QTZ80塔式起重机说明书》
三、附墙布置及尺寸
根据工程需要，安装五道附墙装置。第一道在距塔吊基础平面25米处安装；第二道在距塔吊基础平面40米处安装；第三道在距塔吊基础平面55米处安装，第四道在距塔吊基础平面70米处安装，第五道在距塔吊基础平面85米处安装，第五道以上塔吊自由高度12米，

塔吊附墙杆由厂家按现场情况设计制造，厂家提供的塔吊附墙杆采用二根18号槽钢拼成箱型结构，截面积为250*180，中间肋板采用-10*100*200钢板和槽钢焊接，为安全起见，进行需要对附着支座、附着杆等验算。

塔吊附墙平面图

19#20#、21#、22#、23#、26#楼QTZ80塔吊附墙立面图

25#、28#楼QTZ80塔吊附墙立面图

四、支座力计算
塔机按照说明书和建筑物附着时，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简化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 = 0.350×1.170×1.540×0.700 =0.441 kN/m2；
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 = 0.350 kN/m2；
μz── 风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：μz = 1.540 ；
μs── 风荷载体型系数：μs = 1.170；
βz── 高度Z处的风振系数，βz = 0.700；
风荷载的水平作用力：
q = Wk×B×Ks = 0.441×1.600×0.200 = 0.141 kN/m；
其中 Wk── 风荷载水平压力，Wk= 0.441 kN/m2；
B── 塔吊作用宽度，B= 1.600 m；
Ks── 迎风面积折减系数，Ks= 0.200
实际取风荷载的水平作用力 q = 0.141 kN/m；
塔吊的最大倾覆力矩：M = 1552.000 kN.m；

弯矩图

变形图

剪力图
计算结果: Nw = 134.5762kN ；

五、附着杆内力计算
计算简图:

计算单元的平衡方程:

其中:

2.1 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 θ从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，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: 317.88 kN；
杆2的最大轴向压力为: 0.00 kN；
杆3的最大轴向压力为: 91.38 kN；
杆1的最大轴向拉力为: 0.00 kN；
杆2的最大轴向拉力为: 227.33 kN；
杆3的最大轴向拉力为: 184.21 kN；
2.2 第二种工况的计算:
塔机非工作状态，风向顺着着起重臂, 不考虑扭矩的影响。
将上面的方程组求解，其中 θ= 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: 114.81 kN；
杆2的最大轴向压力为: 25.95 kN；
杆3的最大轴向压力为: 136.13 kN；
杆1的最大轴向拉力为: 114.81 kN；
杆2的最大轴向拉力为: 25.95 kN；
杆3的最大轴向拉力为: 136.13 kN；
六、附着杆强度验算
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 =227.328 kN；
An --- 为杆件的截面面积， 本工程选取的是 18号槽钢；
查表可知 An =2929.00 mm2。
经计算， 杆件的最大受拉应力 σ=227327.707/2929.00 =77.613N/mm2，
最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力 215N/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 =317.877kN；
杆2: 取N 25.947kN；
杆3: 取N =136.131kN；
An --- 为杆件的截面面积, 本工程选取的是 18号槽钢；
查表可知 An = 2929.00 mm2。
λ --- 杆件长细比，杆1:取λ=71， 杆2:取λ=86， 杆3:取λ=71
φ --- 为杆件的受压稳定系数， 是根据 λ查表计算得：
杆1: 取φ=0.745， 杆2: 取φ=0.648， 杆3: 取φ=0.745；
经计算， 杆件的最大受压应力 σ=145.675 N/mm2，
最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力 215N/mm2， 满足要求。
考虑到以后可以使用，采用二根18号槽钢拼成箱型结构，截面积为250*180，中间肋板采用-10*100*200钢板和槽钢焊接，所有焊缝厚度不小于8MM，焊条采用442型。
七、附着支座和建筑物构件连接的计算
附着支座和建筑物的连接采用和预埋件在建筑物构件上的连接采用钢筋拉钩和构件上的主筋连接。预埋件钢筋的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：
1． 预埋件钢筋拉钩必须用Q235钢制作；
2． 附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；
3． 预埋螺栓的直径大于24mm；
4． 预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求：

其中n为预埋钢筋数量；d为预埋钢筋直径；l为预埋钢筋埋入长度；f为预埋钢筋和混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆的轴向力。
5． 预埋钢筋数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋钢筋埋入长度不少于15d；钢筋埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。
计算：
本工程采用预埋钢筋为Q235圆钢，直径为25 mm，附着的建筑物构件混凝土强度等级C30，每个预埋件钢筋数量为6根，预埋钢筋埋入长度为500 mm，
0.75*6*3.14*25*500*3.0=529875N=529.875KN
根据以上受力分析，附着杆最大的轴向力为317.877KN〈529.875KN
故：附着支座和建筑物的连接满足结构安全要求。
八、附着设计和施工的注意事项
锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则:
1． 附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙和外墙汇交的节点处；
2． 对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；
3． 在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；
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。
九、塔吊的附着的安装
1、起重机附着的建筑物其锚固点的受力强度满足起重机的设计要求。附着杆高的布置方式、相互间距和附着距离等，应按出厂使用说明书规定执行。
2、装设附着框架和附着杆件，应采用经纬仪测量塔身垂直度，并应采用附着杆进行调整，在最高锚固点以下垂直度允许偏差为2/1000。
3、在附着框架和附着支座布设时，附着杆倾斜角度不得超过10度
4、附着框架宜设置在塔身标准节连接处，箍紧塔身。塔架对角处在无斜撑时应加固。
5、塔身顶升节高到规定锚固间距时，应及时增设支建筑物的锚固装置。塔身高出锚固装置的自由端高度，应符合出厂说明书规定。
6、起重机作业过程中，应经常检查锚固装置，发现松动或异常情况时，应立即停止作业。故障未排除不得继续作业。
7、拆卸起重机时，应随着降落塔身的进程拆卸相应的锚固装置。严禁在落塔之前先拆锚固装置。
8、遇有六级及以上大风时，严禁安装或拆卸锚固装置。
9、锚固装置的安装、拆卸、检查和调整，均应有专人负责，工作时应系安全带和戴安全帽，并应遵守高处作业有关安全操作的规定。
10、各处的销子连接处，必须使用开中销，严禁用铁丝来代替。

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