中建一局塔吊基础施工方案.docx
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1、1 .工程概况2.编制依据22 .塔吊选型3.塔吊基础设计及验算34. 1塔吊基础选型34. 2塔吊基础设计34. 3立柱桩与工程桩间距64. 3塔吊基础验算65.施工质量注意要点:-30-5. 1钻孔灌注桩及格构柱要求-30-5. 2钢结构焊接要求-30-5. 3验收使用要点-31-.安全文明措施-31-6 .附图-31-轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数;根据换算长细比Nox=U5.91,;Uy=U5.91查钢结构设计规范得至Ua=0.520血=0.520。经过计算得到:X方向的强度值为175.51N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满 足要求!Y方向的强度值为175.51N
2、/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满 足要求!4、基础格构柱抗扭验算1)格构柱上斜腹杆抗扭构造验算轴心受压格构柱平行于缀材面的剪力为:其中。为按虚轴换算长细比确定的整体稳定系数。根据钢结构设计规范规定的最大剪力计算公式:其中,A为格构柱的全截面面积,f为格构柱钢材设计强度值,力为格构柱钢材屈服 强度标准值(235MPa)。将剪力V沿柱长度方向取为定值。分配到一个缀材面上的剪力为:乂 =上2斜腹杆的轴心为:N=Vl/cos 6取TC6015塔机水平力进行计算:V=112. IKn因塔机水平力作用于两根斜支撑上:V =V/2=112. 1/2=56. 05KN斜支撑的轴心压力为:F-V
3、 /cos450-79. 25Kn。为斜腹杆和水平杆的夹角(45 ),斜腹杆的计算长度为3393. 6mm。斜腹杆选用槽钢16a,其截面参数为:A=21. 96cm2, ix=6. 28cm2, iy=l.83cm长细比;lx=l/iy=33936/183=185.4.,查表得稳定系数为:0=0.214-io-斜腹杆的整体稳定承载力验算:。=N1/A=VI/ (,A cos45 ) =79. 25/(0. 214*21. 96)=16. 86MPa215 Mpa斜缀条满足构造要求。5、构柱之间斜支撑焊缝计算300*250*10贴板300*250*10贴板TC6015塔机斜支撑的轴心压力为:79
4、. 25KN,焊缝高度:10mm焊缝有效厚度He;焊缝宽度Hf X0. 7=7mm焊缝长度 Lw=250+180+256=686mm,计算时取 500mm根据角焊缝的强度公式:of=N/(HeXLw)o代入数据,得:。f=79. 25/500/7=22. 6MPa 小于 160 MPa满足受力要求。6、斜撑贴板与格构柱焊缝校核TC6015塔机斜支撑的轴心压力为:79. 25KN,焊缝高度:10mm焊缝有效厚度He;焊缝宽度Hf X0. 7=7mm焊缝长度 Lw=250+180+256=686mm,计算时取 500mm根据角焊缝的强度公式:of=N/(HeXLw)o代入数据,得:。f=79. 2
5、5/500/7=22. 6MPa 小于 160 MPa满足受力要求。6、斜撑贴板与格构柱焊缝校核ioio斜撑焊接贴板1VAi L格构柱O =79. 25/250/7=45MPa,小于 160 MPa满足受力要求-11 -五、TC6015桩承载力验算桩身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5. 8. 2条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值N=1780. llkN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:N Rd/善其中甲c基桩成桩工艺系数,取0.750fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=14.300N/mm2;Aps桩身截面面积,Aps=0.5672
6、m2o经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋!桩身受拉计算,依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008第587条受拉承载力计算,最大拉力N=-1385.03kN本工程钻孔灌注桩纵向受力钢筋设计为10025,经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=4908mm2o 其抗拉设计值为 Ny=300*5672/1000=1472.4KN,大于 N=1385.03KN,满足 要求!六、钢平台验算塔吊桩间距为2.55米,其钢平台采用H400*13*21的型钢外封10mm厚钢板(见以下图), 材质选用Q345B,塔吊支腿处加横向筋板以增加局部抗压能力。H400*400*21*13两侧封1 O
7、mm厚钢板图示箱梁计算数据如下:截面积:A = 286.14c/;惯性矩:1X = 73008 Jem4-12-抗弯截面系数:%= 3650 cmTC6015钢平台主梁的验算工作工况:723.542645* 272= 1116 版厂723.5 2645) %=k= -754版九 42V2非工作工况:667+ 3386 =1364压 4667_3386 _103()九 42V2按简支梁计算建立平衡方程:2与 x 2.82843 = F压 x 2.68701 + F拉 x 0.14142 + 8.9R2 X 2.82843 = F压 x 0.14142 + F拉 x 2.68701 + 8.解得支
8、反力:工作工况:&=1侬kN; &=-660%N;(正为压力,负为拉力;)非工作工况:RK溺kN; &=-909左N;(正为压力,负为拉力;) 故,校核时,按非工作工况进行计算。正应力:-13-cy -其计算公式为:广卬 其中: M=193KNm;7 = 105;(箱型截面系数) % = 3650 cm3M 193o = 50 MPa 230 MPa代入计算 7W 1.05 x 3650故正应力满足要求。梁腹板中性轴处剪应力:l F.S 其计算公式为:& ,4其中.S = 21x400x (179 +10.5) +179 x 33x89.5 = 2120476 .5mm3.F = 1259KN
9、.9代入数据:代入数据:_ 1259x2120476.5T 73008.7x33= 110MPa135MPa故满足要求。计算危险点:腹板与翼缘板交汇处局部承压强度:1/F a =其计算公式为: 其中:值取1.0;L = a + 5hv + 2hR = 500 + 5 x 20 + 0 = 600mm zy代入计算数据得:b = M1259 = 64Mp。 160MPa 33x600.故,梁局部承压满足要求。剪切应力:FS其计算公式为:-14-其中.5 = 21 x400 x (179 +10.5) = 1591800 mm3.I = 730087058 mm4= 83MPa135MPa= 83
10、MPa135MPa1259x1591800代入计算:730087058x33故,剪切力满足要求。折算应力:179o- = 50x= 45正应力为 200,故折算应力为:+a2-(7cr +3r2 = a/642 +452 -64x45 + 3x832= 55MPa230MPa故,折算应力满足规范要求。梁的稳定性:,/=813梁长度为3450mm,宽度=400mm, / 1因此主整体稳定性不需计算。综上,梁满足使用要求。钢平台连接焊缝的验算焊缝受竖直向拉力及水平力合力破坏。a .竖向拉力:F=909kn;(格构柱处)F=1030kn;(支腿处)b.水平力:N=112.lkn;c.扭矩:M=385
11、KNm;水平合力为:V=112.1+385/2.5 =266.1KNo (格构柱处)V=112.1+385/2 =304.6KN。(塔吊支腿处)格构柱与封口板处:-15-1248mm;如图,焊条采用E4316。焊缝长度:/ = 160x8 = 1280mm;计算长度:焊缝高度:h = 16x0.7 = 11.2mm.b合=(o-/7)2+r2,/2.F N其中:B = 1.22 ; I - h . I - h .代入数据:=6MPa 工网MPa 口以上计算仅考虑角钢与封口板焊接,计算偏于安全。故该处焊缝满足要求。封口板与钢平台主梁下翼缘处:如图:焊条采用E50。焊缝长度:1 = 590x2 =
12、 118M%;计算长度:1172mm。焊缝高度:h = 16x0.7 = 11.2mm.-16-0合=(0/)2+72/2其中:B = 1.22 ; I - h .I - h .代入数据:=6dMPaQ0MPan故该处焊缝满足要求。钢平台主梁上翼缘与固定支腿处贴板:焊条采用 E50。1 = 268.7x4 = 10748加;计算长度:1058.8mm。焊缝高度:h =16x0.7 = 11.2根机;b 合=(7/02+72产. 9FNZT 工其中:,=1.22; I - h . I - h .代入数据:6, =68MPamMPa 口9故该处焊缝满足要求。焊缝校核:焊条采用E500焊缝长度:1=
13、105*8+104*4= 1256mm计算时取焊缝长度为:1208mm;焊缝采用45。坡口焊;板厚20mm-17-0合=(0/)2+72/2其中:P 1.22 I - h . I - h .代入数据:=53MPaQOMPa口故,该处焊缝满足要求。4. 3.2 2#塔吊基础验算一.参数信息塔吊型号:QTZ100起重荷载标准值:Fqk=100kN塔吊计算高度:H=60m非工作状态下塔身弯矩:M=3080kN.m钢筋级别:HRB335承台宽度:Bc=6. 3m基础埋深:D=Om塔机自重标准值:Fkl=680. 30kN 塔吊最大起重力矩:M=1250kN. m塔身宽度:B=2m承台混凝土等级:C40
14、地基承载力特征值:342. 2kPa承台厚度:h=L 4m计算简图:二.荷载计算.自重荷载及起重荷载1)塔机自重标准值Fkl=680. 3kN2)基础以及覆土自重标准值Gk=6. 3X6.3X1.4X 25=1389. 15kN-18-承台受浮力:Flk=6. 3X6. 3X 17. 10X 10=6786. 99kN3)起重荷载标准值Fqk=100kN1 .风荷载计算1)工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a.塔机所受风均布线荷载标准值(Wo=0. 2kN/m2)心=0.8网区4=0.8X 1.77X 1.95X 0. 99 X 0. 2=0. 55kN/m2q 5k -/ h=
15、1. 2X0. 55X0. 35X2=0. 46kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qskXH=O. 46X60=27. 55kNC.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0. 5Fvk X H=0. 5 X 27. 55 X 60=826. 64kN. m2)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a.塔机所受风均布线荷载标准值(本地区Wo=0. 55kN/m2)嚓=0.8耳5%/=0.8X1.86X1.95X0. 99X0. 55=1. 58kN/m2q 5k -/ h=1.2X1.58X0. 35X2=1. 33kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk
16、XH=l. 33X60=79. 63kNC.基础顶面风荷载产生的力矩标准值MsO. 5Fvk X H=0. 5 X 79. 63 X 60=2388. 84kN. m-19-1.工程概况XXXXXXXXX2.编制依据1)前期招标建筑结构图、业主提供的基坑支护设计图纸。2)塔式起重机使用说明书3)塔式起重机安全规程(GB5144-2006)4)钢结构设计规范(GB50017-2003)5)钢结构现场检测技术标准(GB/T50621-2010)6)建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002)7)钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程(JGJ82-20U)8)钢结构工程施工质量验收规范(GB5
17、0205-2002)9)建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)(GB50010-2010)(JGJ94-2008)(JGJ33-2012)(国务院第393号令)(建设部第166号令)(GB/T13572-2008)10)混凝土结构设计规范11)建筑桩基技术规范12)建筑机械使用安全技术规程13)建设工程安全生产条例14)建筑起重机械安全监督管理规定15)塔式起重机设计规范2 .塔吊选型本工程现场分三个区进行先后施工,总体施工顺序为:首先施工I区,待I 区B2层结构(B1板)施工完成并到达强度后开始n区土方开挖及支撑施工,II 区地下结构施工完成后方再择机插入III区基坑施工。I区土方
18、及支撑施工阶段拟使用一台60m臂长TC6015塔吊作为工程垂直吊 装工具(塔吊编号为1#), 1#塔吊位于I区主塔楼东部,待I区B2层结构施工完 成后,在I区主塔楼西北侧安装一台40m臂长TC6015塔吊(塔吊编号为2#), 待2#塔吊安装完毕后,撤除1#塔吊,紧接着在主塔楼东南侧安装一台45m臂长 TC7035塔吊(塔吊编号为3#)。3.塔机的倾覆力矩工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值Mk=3080+0. 9 X (1250+826. 64)=4948. 97kN. m非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值Mk=3080+2388. 84=5468. 84kN. m三.地基承载力计算依据塔
19、式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)第4. 1.3条承载力计算。塔机工作状态下:当轴心荷载作用时:= (680. 3+100+-5397. 84)/(6. 3X6. 3) =-116. 34kN/m2当偏心荷载作用时:P的=(Fk + G”A-M3Wx-M”吗=(680. 3+100+-5397. 84)/(6. 3X6. 3)-2X (4948. 97X1. 414/2)/41.67=-284. 26kN/m2由于Pkmin所以按下式计算Pkmax:.(/+/)/(或+%)=(4948. 97+27. 55X1. 4)/(680. 3+100+-5397. 84)=
20、-1. 08mW0. 25b=1. 58m 工作状态 地基承载力满足要求!=3. 150. 76=3. 91mJ =(其+GJ/M=(680. 3+100+-5397. 84)/(3X3. 91X3. 91)=-100. 49kN/m2塔机非工作状态下:-20-当轴心荷载作用时:为= (4+%)/况= (680. 3+-5397. 84)/(6. 3X6. 3)=52. 14kN/m2当偏心荷载作用时:Pk = (Fk+Gk)fA-MixfWx-Mfy/Wy= (680. 3+-5397. 84)/(6. 3X6. 3)-2X (5468. 84X 1. 414/2)/41. 67=-304.
21、 42kN/m2由于Pkmin0所以按下式计算Pkmax:陷+FC+q)= (5468. 84+79. 63X 1. 4)/(680. 30+-5397. 84)=-l. 18m0. 25b=l. 58m 非工作状态 地基承载力满足要求!bl = r=b/2-ex42/2=3. 150. 84=3. 99mfaniax =(线+GJ/笫广=(680. 3+-5397. 84)/(3X3.99X3. 99)=-98.96kN/m2四.地基基础承载力验算修正后的地基承载力特征值为:fa=342. 20kPa轴心荷载作用:由于faPk=-116. 34kPa,所以满足要求!偏心荷载作用:由于1.2X
22、faPkmax=-98.96kPa,所以满足要求!五.承台配筋计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2011第8. 2条。1 .抗弯计算,计算公式如下:-21 -i/妁=行其+优)心+产-二 +(4.-切12 l a y_式中at截面IT至基底边缘的距离,取at=2. 15m;a截面I在基底的投影长度,取a =2. 00m。P截面I-I处的基底反力;工作状态下:P=-100. 49X (33. 91-2. 15)/(3X3. 91) =-82. 09kN/m2;M=2. 152X (2X6. 3+2) X (1. 35X-100. 49+1. 35X-82. 09-2X 1. 35X-
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