新《施工设计》塔吊附墙计算书.doc
编制单位： 编 制 人：审 核 人： 编制时间：塔吊附墙计算书目 录一、塔吊附墙概况二、塔吊附墙杆受力计算三、结构柱抗剪切验算四、附墙杆截面设计和稳定性强度验算一、塔吊附墙概况本工程结构高度53.4 m，另加桅杆15米，总高度68.4米。本工程采用FO/23B塔吊，塔吊采用固定式现浇砼基础，基础埋设深度-5.35m，塔身设两道附墙与结构柱拉结：塔身升到12标准节时，设第一道附墙于第6标准节（结构标高23.47米），塔吊升到第17标准节时，设第二道附墙于第14标准节（结构标高42.8米），然后加到第23标准节为止。在加第二道附墙之前，第一道附墙以上有17-6=11个标准节，而第二道附墙以上塔身标准节数最多为23-14=9节，因此，第二道附墙设置之前第一道附墙受力最大。本计算书将对第一道附墙进行受力计算和构造设计。为简化计算和偏于安全考虑，第二道附墙将采用与第一道附墙相同的构造形式。本工程计划使用金环项目使用过的塔吊附墙杆。根据塔吊与结构的位置关系，附墙杆夹角较小，附墙杆与结构柱连接的予埋件分别采用不同的形式。本计算书主要包括四个方面内容：附墙杆及支座受力计算，结构柱抗剪切及局部受压验算，附墙杆予埋件锚筋设计,附墙杆型号选用。二、塔吊附墙杆受力计算（一）、塔吊附墙内力计算，将对以下两种最不利受力情况进行：1、 塔机满载工作，起重臂顺塔身x-x轴或y-y轴，风向垂直于起重臂（见图1）；2、 塔机处于非工作状态，起重臂处于塔身对角线，风向由起重臂吹向平衡臂（见图2）。对于第一种受力状态，塔身附墙承担吊臂制动和风力产生的扭矩和附墙以上自由高度下塔身产生的水平剪力。对于第二种受力状态，塔身附墙仅承受附墙以上自由高度下塔身产生的水平剪力。以下分别对不同受力情况进行计算：（二）、对第一种受力状态，附墙上口塔身段面内力为：弯矩：M=164.83（T.m）剪力：V=3.013（T）扭矩：T=12（T.m）,则:1、当剪力沿x-x轴时(见图a)，由MB=0，得 T+V*L1 -LB0*N1=0 即： N1=（T+ V*L1）/ LB0 =（12+3.013*3.65）/5.932 =3.88（T）通过三角函数关系，得支座A反力为： RAY= N1*sin52.3426=3.88*sin52.3426=2.84（T） RAx= N1*cos52.3426=3.88* cos52.3426=2.64（T）由MC=0，得 N3*LG0+T+V*0.8=0 即：N3=-（T+ V*0.8）/ L G0 =-（12+3.013*0.8）/0.966 =-14.92（T）由M0=0，得 N2*LC0-(T+V*L6)=0 即：N2 =（T+ V*L6）/ L C 0 =（12+3.013*0.027）/0.98 =12.33（T）由力平衡公式Ni=0，得RAY+RBY=0和-RAX-RBX +V =0，故RBY= -RAY =-2.84（T）(负值表示力方向与图示相反,以下同)RBX = -RAX +V =-2.64+12.33=9.48（T）2、当剪力沿y-y轴时(见图b)，由MB=0，得 T-（V*L4+LB0*N1）=0 即： N1=（T-V*L4）/ LB0=（12-3.013*4.5）/5.932=-0.263（T）通过三角函数关系，得支座A反力为： RAY= N1*sin52.3426=-0.263*sin52.3426=-0.171（T） RAx= N1*cos52.3426=-0.263* cos52.3426=-0.2（T）由MC=0，得 N3*L C0 +T+V*0.8=0 即：N3=-（T+ V*0.8）/ L C0 =-（12+3.013*0.8）/0.98 =-14.91（T）由M0=0，得 N2*LC0-(T+V*L5)=0 即：N2 =（T+ V*L5）/ L G 0 =（12+3.013*0.2）/0.966 =13.05（T）由静力平衡公式Ni=0，得RAY +RBY+V =0和RAX+ RBX =0，故RBY= -(RAY +V)=-(-3.16+12)=-8.84（T）RBX = -RAX =2.93（T）（二）、对第二种受力状态(非工作状态)，附墙上口塔身段面内力为：弯矩：M=191.603（T.m）剪力：V=10.036（T），剪力沿塔身横截面对角线，对图c,由MB=0，得 V*LBH +LB0*N1=0 即： N1=-V*LBH/ LB0 =-10.036*0.6/5.932 =-1.015（T）通过三角函数关系，得支座A反力为： RAY= -N1*sin52.3426=-1.015*sin52.3426=-0.8（T） RAx= -N1*cos52.3426=-1.015* cos52.3426=-0.62（T）由MC=0，得 N3*L0C+ V* LC0=0 即：N3=- V* LC0/ L C0 =-10.036*1.132/0.98 =-11.6（T）由M0=0，得 N2*LC0-V*L7=0 即：N2 = V*L7/ L C 0 =10.036*0.17/0.98 =1.74（T）由力平衡公式Ni=0，得RAY +RBY+V*cos450=0和-RAX-RBX +V*sin450 =0，故RBY= -RAY- V*cos450 =0.8-10.036*cos450=-6.3（T）RBX = -RAX +V* sin450 =0.62+10.036*sin450=7.79（T）对图d,由MB=0，得 V*LBG +LB0*N1=0 即： N1=-V*LBG/ LB0 =-10.036*5.67/5.932 =-9.6（T）由MC=0，得 N3*0+ V* LC0=0，即N3=0通过三角函数关系，得支座A反力为： RAY= N1*sin52.3426=-9.6*sin52.3426=-7.6（T） RAx= -N1*cos52.3426=-9.6* cos52.3426=-5.87（T）由静力平衡公式，得RAY +RBY+V*sin450=0和RAX+RBX +V*cos450 =0，故RBY=-RAY-V*sin450=7.6-10.036*cos450=0.5（T）RBX=-RAX-V*sin450=-5.87-10.036*sin450=-13（T）根据如上计算,附墙杆件和支座受力最大值见下表：AB杆BC杆BD杆A支座B支座RAXRAYRBXRBYN1=-9.6tN2=13.05tN3=-14.92t7.6t5.87t-13t0.5t由于外力方向可向相反方向进行，故以上数值可正可负，均按压杆进行设计。三、结构柱抗剪切和局部压力强度验算附墙埋件受力面积为470×470,锚固深度按450计算，最小柱断面为700×700，柱子箍筋为10200，由上面的计算结果可知，支座最大拉力（压力）为（RBX 2+RBY2）1/2=（13 2+0.52）1/2=13.01T=130.1KN。结构柱抗剪切计算公式为：式中：Ft：砼的轴心抗拉强度，取1.5*75%Mpa(C30的12天强度等级)um:距集中反力作用面积周边h0/2处的周长um =2340h0:截面有效高度 h0=235fyv:钢筋的抗剪强度，取fyv =235Mpa（12，级钢）Asyu：与剪切面积相交的全部箍筋截面面积，Asyu =2*113=226mm2K：安全系数，K=2.5故：右式/K=(1.5*0.75*2340*235+0.8*235*226)/2.5=661125.5/2.5=264450.2N=264.45KN>130.1KN结论：利用结构柱已有的箍筋12200其抗剪强度能满足受力要求。四、附墙与结构连接予埋件锚筋强度验算附墙与结构连接予埋件受力最大值为X轴方向的13T和Y轴方向的0.5T。附墙杆与予埋件的连接销栓到锚筋根部的距离取350mm（偏大），则X轴方向的5.83T将产生弯矩M=350*5.83*104=20405000（N.mm）。弯矩和Y轴方向15.1T拉力作用下，边锚筋抗拉强度验算如下：RBY/AS总+M/Wn< fy其中，RBY为15.1T=151000NAS总为锚筋总面积，为5890mm2(锚筋为12根直径为25的二级螺纹钢)M为20405000N.mmWn抵抗矩，值为： Wn =6*AS1*（h12+h22）/ h1=6*490.9*(2502+1002)/ 250=73752816mm3故此，RBY/AS总+M/Wn =151000/5890+20405000/73752816=26 N/mm2<<f=310N/mm2可知锚筋强度满足要求。五、附墙杆截面设计根据金环项目提供的附墙计算书，金环项目受最大内力的附墙杆件的计算长度为l0=9.010m，最大轴心压力设计值（安全系数2.5）为：297.28KN，而本工程受最大内力的附墙杆件的计算长度为l0=6.012m，最大轴心压力设计值（安全系数2.0）为：2.0*14.92=29.84 T=298.40KN，故知可以使用。结论：附墙杆采用218a型钢拼成180×220截面的格构件，并用-180×140×8缀板，间距640mm与槽钢三面围焊，焊缝高度6mm角焊缝形式，焊条为E43焊条，可满足附墙杆受力要求。 10
