楼QTZ塔吊施工方案.doc

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1#楼及人防工程塔吊施工方案

一、工程概况

Xxxxxxxxxxxx工程，位于xxxxxxx。

2、3#楼与1#车库平面布置见下图：

3#楼室外地坪标高为7.5米，基础底标高为4.4米，1#车库室外地坪标高为7.65米，基础底板标高为2.55米，2#、3#楼之间距离为23米，2#楼比3#楼基础埋深深0.2米，1#车库与3#楼之间距离（基坑开挖完成后坑底距离）为6.7~12.5米，塔吊基础拐角与1#车库距离为2.7米，1#车库比3#楼基础埋深深1.85米。

2、3#楼标高剖面见下图

二、塔吊布置

从经济角度、施工顺序、施工流水段的划分综合考虑，2、3#楼及1#车库南半边只使用一台QTZ63塔吊，1#车库现行施工，2、3#楼随之施工，1#车库结构完成后，2、3#楼进入基础及主体施工阶段。

塔吊具体平面布置见下图：

三、机械性能概述

QTZ63塔式起重机，是泰州市腾达建筑工程机械有限公司按最新国家标准JG/T5037-93《塔式起重机分类》标准设计的新型塔式起重机。

QTZ63塔机为水平起重臂，小车变幅，上回转自升多用途塔机，该机的特色有：

1、性能参数及技术指标国内领先，达到国际先进水平，额定起重力矩t·m，最大工作幅度55m，最大起重量为6t，最大起重力矩为t·m，最大附着起重高度为140m。

2、整机外型为国际流行式，非常美观，深受国内外用户的喜爱。

3、工作方式多，适用范围广。

该机有支脚，外墙附着等工作方式，适用不同的施工对象。

固定式的起升高度为40m，附着是在独立式的基础上，采用液压顶升来实现增加或较少标准节，使塔机能随着建筑物高度的变化而升高或降低（超过基本高度加附着）。

同时塔机的起重能力不因塔机的升高而降低。

附着式的最大起升高度为140米，超过140米在塔机安装前可以协商。

4、工作速度高，调速性能好，工作平稳，效率高。

起升机构采用带制动器的三速电机和单速减速箱，能实现重载低速，轻载高速，最高速度可达80m/min。

5、小车牵引机构牵引小车在水平臂上变幅，是双速电机加摆线针轮减速机，具有良好的安装和就为性能。

6、回转机构采用行星减速机，配置液压偶合器，承载能力高，起、制动平稳，工作可靠。

7、电器控制系统采用专业电器厂，引进国外先进技术生产的电器元件，故障少，维修简单，工作可靠。

8、各种安全装置齐全，具有机械式或机电一体化产品，适应于恶劣的施工环境，能确保塔机工作可靠。

9、设计在切实符合国情，确保安全可靠原则的同时，尽可能地吸收国内外成熟可靠的先进技术，来提高增机的技术水平。

四、基础承载力计算

本工程2、3#楼塔吊根据现场总平面布置图及吊装区域，其地质报告75-78剖面，塔吊位于3#楼东侧，持力层为②层砂土，该土层承载力为160kpa，满足塔吊基础图纸要求（150kpa）。

塔吊基础截面为5.5×5.5m，高度为1.35m，基础埋深2.75m，比3#楼基础深1m，比1#地下车库基础高0.85米。

高差部位处理为：

砌筑240厚挡土墙，面层处理为50厚C20细石砼，内配φ4@200钢筋网片，砌筑高度为塔吊基础顶标高，细石砼浇筑时与塔吊基础形成一整体，防止雨水进入。

五、天然基础计算书

工程；属于剪力墙结构;地上12层;地下1层；建筑高度：

37m；标准层层高：

2.9m；总建筑面积：

15207平方米；总工期：

392天；施工单位：

南通华新建工集团。

（一）、参数信息

塔吊型号:

QTZ63，塔吊起升高度H=55.00m，

塔吊倾覆力矩M=630kN.m，混凝土强度等级:

C35，

塔身宽度B=2.5m，基础埋深D:

=2.70m，

自重F1=450.8kN，基础承台厚度h=1.35m，

最大起重荷载F2=60kN，基础承台宽度Bc=5.50m，

钢筋级别:

II级钢。

（二）塔吊基础承载力计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。

计算简图:

当不考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式：

式中F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=510.80kN；

G──基础自重与基础上面的土的自重：

G=25.0×Bc×Bc×Hc+γm×Bc×Bc×（D-h）=1837.69kN；

γm──土的加权平均重度

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.500m；

W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=27.729m3；

M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=630.00kN.m；

e──偏心矩，e＝M/（F+G）＝0.268m,故e≤承台宽度/6=0.917m；

经过计算得到:

无附着的最大压力设计值Pmax=（510.800+1837.688）/5.5002+630.000/27.729=100.356kPa；

无附着的最小压力设计值Pmin=（510.800+1837.688）/5.5002-630.000/27.729=54.916kPa；

有附着的压力设计值P=（510.800+1837.688）/5.5002=77.636kPa；

（三）地基承载力验算

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。

计算公式如下:

fa--修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；

fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取145.000kN/m2；

ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;

γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；

b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.500m；

γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；

d--基础埋置深度（m）取2.000m；

解得地基承载力设计值：

fa=194.500kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=160.000kPa；

地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=77.636kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于无附着时的压力设计值Pkmax=100.356kPa，满足要求！

（四）基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。

验算公式如下:

式中

βhp---受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，

βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；

ft---混凝土轴心抗拉强度设计值；

ho---基础冲切破坏锥体的有效高度；

am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；

at---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，

取柱宽（即塔身宽度）；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；

ab---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面

落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效

高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。

pj---扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏

心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；

Al---冲切验算时取用的部分基底面积

Fl---相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

则，βhp---受冲切承载力截面高度影响系数，取βhp=0.95；

ft---混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57MPa；

am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:

am=[2.50+（2.50+2×1.35）]/2=3.85m；

ho---承台的有效高度，取ho=1.30m；

Pj---最大压力设计值，取Pj=100.36KPa；

Fl---实际冲切承载力：

Fl=100.36×（5.50+5.20）×（（5.50-5.20）/2）/2=80.54kN。

其中5.50为基础宽度，5.20=塔身宽度+2h；

允许冲切力：

0.7×0.95×1.57×3850.00×1300.00=5248388.98N=5248.39kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

（五）承台配筋计算

1.抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。

计算公式如下:

式中：

MI---任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

a1---任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时，

取a1=b即取a1=1.50m；

Pmax---相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取100.36kN/m2；

P---相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值；

P=100.36×（3×2.50-1.50）/（3×2.50）=80.28kPa；

G---考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取1837.69kN/m2；

l---基础宽度，取l=5.50m；

a---塔身宽度，取a=2.50m；

a'---截面I-I在基底的投影长度,取a'=2.50m。

经过计算得MI=1.502×[（2×5.50+2.50）×（100.36+80.28-2×1837.69/5.502）

+（100.36-80.28）×5.50]/12=170.40kN.m。

2.配筋面积计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.7.2条。

公式如下:

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=16.70kN/m2；

ho---承台的计算高度，ho=1.30m。

经过计算得：

αs=170.40×106/（1.00×16.70×5.50×103×（1.30×103）2）=0.001；

ξ=1-（1-2×0.001）0.5=0.001；

γs=1-0.001/2=0.999；

As=170.40×106/（0.999×1.30×300.00）=437.16mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

5500.00×1350.00×0.15%=11137.50mm2。

故取As=11137.50mm2。

六、附着计算计算书

（一）支座力计算

塔机按照说明书与建筑物附着时，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=0.450×1.170×1.450×0.700=0.534kN/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=0.450kN/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=1.450；

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=0.534×1.600×0.200=0.171kN/m；

其中Wk──风荷载水平压力，Wk=0.534kN/m2；

B──塔吊作用宽度，B=1.600m；

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=0.171kN/m；

塔吊的最大倾覆力矩：

M=630.000kN.m；

弯矩图

变形图

剪力图

计算结果:

Nw=61.3949kN；

（二）、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合

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。

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合。

杆1的最大轴向压力为:

84.00kN；

杆2的最大轴向压力为:

63.50kN；

杆3的最大轴向压力为:

57.19kN；

杆1的最大轴向拉力为:

72.63kN；

杆2的最大轴向拉力为:

26.66kN；

杆3的最大轴向拉力为:

101.65kN；

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

和轴拉力。

杆1的最大轴向压力为:

78.32kN；

杆2的最大轴向压力为:

45.08kN；

杆3的最大轴向压力为:

79.42kN；

杆1的最大轴向拉力为:

78.32kN；

杆2的最大轴向拉力为:

45.08kN；

杆3的最大轴向拉力为:

79.42kN；

（三）、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=101.652kN；

An---为杆件的截面面积，本工程选取的是12.6号槽钢；

查表可知An=1569.00mm2。

经计算，杆件的最大受拉应力σ=101652.273/1569.00=64.788N/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=83.996kN；

杆2:

取N=63.498kN；

杆3:

取N=79.420kN；

An---为杆件的截面面积,本工程选取的是12.6号槽钢；

查表可知An=1569.00mm2。

λ---杆件长细比，杆1:

取λ=108，杆2:

取λ=132，杆3:

取λ=116

φ---为杆件的受压稳定系数，是根据λ查表计算得：

杆1:

取φ=0.505，杆2:

取φ=0.378，杆3:

取φ=0.458；

经计算，杆件的最大受压应力σ=107.064N/mm2，

最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2，满足要求

（四）、附着支座连接的计算

附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。

预埋螺栓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．预埋螺栓必须用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为预埋螺栓数量；d为预埋螺栓直径；l为预埋螺栓埋入长度；f为预埋螺栓与混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆的轴向力。

5．预埋螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋螺栓埋入长度不少于15d；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。

（五）、附着设计与施工的注意事项

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与外墙汇交的节点处；

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。

七、附着安装高度及简图

本工程附着采用一道附着，安装高度为20.3米（七层顶板标高），附着安装方式采用Ⅱ类，简图详见附着杆内力计算简图。

八、稳定性计算计算书

（一）塔吊有荷载时稳定性验算

塔吊有荷载时，计算简图:

塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中　K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；

G──塔吊自重力（包括配重，压重）,G=400.00（kN）；

c──塔吊重心至旋转中心的距离,c=1.50（m）；

ho──塔吊重心至支承平面距离,ho=6.00（m）；

b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50（m）；

Q──最大工作荷载,Q=100.00（kN）；

g──重力加速度（m/s2）,取9.81；

v──起升速度,v=0.50（m/s）；

t──制动时间,t=20.00（s）；

a──塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00（m）；

W1──作用在塔吊上的风力,W1=4.00（kN）；

W2──作用在荷载上的风力,W2=0.30（kN）；

P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00（m）；

P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50（m）；

h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00m（m）；

n──塔吊的旋转速度,n=1.00（r/min）；

H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝28.00（m）；

α──塔吊的倾斜角（轨道或道路的坡度），α=2.00（度）。

经过计算得到K1=1.184；

由于K1≥1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!

（二）塔吊无荷载时稳定性验算

塔吊无荷载时，计算简图:

塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中　K2──塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；

G1──后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=320.00（kN）；

c1──G1至旋转中心的距离,c1=2.00（m）；

b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.00（m）；

h1──G1至支承平面的距离,h1=6.00（m）；

G2──使塔吊倾覆部分的重力,G2=80.00（kN）；

c2──G2至旋转中心的距离,c2=3.50（m）；

h2──G2至支承平面的距离,h2=30.00（m）；

W3──作用有塔吊上的风力,W3=5.00（kN）；

P3──W3至倾覆点的距离,P3=15.00（m）；

α──塔吊的倾斜角（轨道或道路的坡度），α=2.00（度）。

经过计算得到K2=4.351；

由于K2≥1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求!

九、安装准备工作：

1、该塔机由泰州腾达建筑工程机械有限公司塔机装拆队负责安装，所有参加人员都必须持证上岗，其他人员只能在地面配合。

2、组织安装人员了解塔机的性能，熟悉起重机的拼装程序及各部件相联接处所采用的联接形式和使用的联接件的尺寸规定及要求，了解现场布局和土质情况，清理障碍物。

同时由项目部安全部门对安装班组进行针对性的安全技术措施交底。

3、由土建施工员、技术科会同安全部门、机管部门以及安装队人员对已完成的基础工程进行重复验收，验收情况及结果必须由参加验收人员签字认证。

4、组织人员将基础节、标准节及各部位部件、零件、连接件等清点，并运到现场，并将有关连接件、紧固件预先抹油或浸油。

5、清理现场道路，平整场地，确保车辆及汽车吊顺利进场进行安装。

6、联系租用25吨米汽车吊，检查安装使用的钢丝绳、吊具等安全情况，保证万无一失。

7、准备安装所必备的工具、材料，如大锤、小锤、专用扳手、棕绳、木板以及电焊工具等。

十、安装程序及要领：

1、先将两节标准节用4个M42高强度螺栓联接为一体（螺栓的预紧力为70吨），吊至基础与预埋基脚用4个M42高强度螺栓连接调平紧固，必要时可以在预埋节与基础节接头处加铁片调平，保证其整体垂直偏差不大于千分之一。

（安装时要注意：

有踏步的两根主弦杆要平行于建筑物）。

2、在地面装好外套架平台，将液压顶升系统吊装至爬