天赐·海尚居二期工程塔吊装拆施工方案
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: 61.58 kN; 杆2的最大轴向压力为: 27.34 kN; 杆3的最大轴向压力为: 68.86 kN; 杆1的最大轴向拉力为: 22.49 kN; 杆2的最大轴向拉力为: 57.72 kN; 杆3的最大轴向拉力为: 81.34 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和轴拉力。
杆1的最大轴向压力为: 42.03 kN; 杆2的最大轴向压力为: 32.67 kN; 杆3的最大轴向压力为: 68.77 kN; 杆1的最大轴向拉力为: 42.03 kN; 杆2的最大轴向拉力为: 32.67 kN; 杆3的最大轴向拉力为: 68.77 kN;
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 =81.34 kN;
An --- 为杆件的截面面积, 本工程选取的是 10号工字钢; 查表可知 An =1430.00 mm2。
经计算, 杆件的最大受拉应力 σ=81.34/1430.00 =56.88N/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
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其中 σ --- 为杆件的受压应力;
N --- 为杆件的轴向压力, 杆1: 取N =61.58kN; 杆2: 取N =32.67kN; 杆3: 取N =68.86kN;
An --- 为杆件的截面面积, 本工程选取的是 10号工字钢; 查表可知 An =1430.00 mm2。
λ --- 杆件长细比,杆1:取λ=128, 杆2:取λ=144, 杆3:取λ=133 φ --- 为杆件的受压稳定系数, 是根据 λ查表计算得:
杆1: 取φ=0.40, 杆2: 取φ=0.33, 杆3: 取φ=0.37; 经计算, 杆件的最大受压应力 σ=128.76 N/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。
五、A8栋塔吊基础设计及验算
本工程场地土质比较好,塔吊基础宜采用天然地基,结合工程需要,采用天然基础,基础设计见附图。
天然基础计算
一)、参数信息
塔吊型号:TC5613-6, 塔吊起升高度H=70.00m, 塔吊倾覆力矩M=1693.00kN.m, 混凝土强度等级:C30, 塔身宽度B=1.69m, 基础以上土的厚度D:=2.75m,
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自重F1=550.00kN, 基础承台厚度h=1.35m, 最大起重荷载F2=60.00kN, 基础承台宽度Bc=5.80m, 钢筋级别:II级钢。
二)、基础最小尺寸计算 1.最小厚度计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。 根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力,按照下式进行抗冲切计算: (7.7.1-2)
其中: F──塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力;其它参数参照规范。 η──应按下列两个公式计算,并取其中较小值,取1.00; (7.7.1-2)
(7.7.1-3)
η1--局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数; η2--临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数;
βh--截面高度影响系数:当h≤800mm时,取βh=1.0;当h≥2000mm时,取βh=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,取14.30MPa;
σpc,m--临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值,其值宜控制在1.0-3.5N/mm2范围内,取2500.00; um--临界截面的周长:距离局部荷载或集中反力作用面积周边ho/2处板垂直截面的最不利周长;这里取(塔身宽度+ho)34=9.96m;
ho--截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值;
βs--局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值,βs不宜大于4;当βs<2时,取βs=2;当面积为圆形时,取βs=2;这里取βs=2; αs--板柱结构中柱类型的影响系数:对中性,取αs=40;对边柱,取αs=30;对角柱,取αs=20. 塔吊计算都按照中性柱取值,取αs=40 。
计算方案:当F取塔吊基础对基脚的最大压力,将ho1从0.8m开始,每增加0.01m,至到满足上式,解出一个ho1;当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时,同理,解出一个ho2,最后ho1与ho2相加,得到最小厚度hc。经过计算得到:
塔吊基础对基脚的最大压力F=200.00kN时,得ho1=0.80m; 塔吊基础对基脚的最大拔力F=200.00kN时,得ho2=0.80m; 解得最小厚度 Ho=ho1+ho2+0.05=1.65m; 实际计算取厚度为:Ho=1.35m。
2.最小宽度计算
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建议保证基础的偏心矩小于Bc/4,则用下面的公式计算:
其中 F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载, F=1.23(550.00+60.00)=732.00kN; G ──基础自重与基础上面的土的自重,
G=1.23(253Bc3Bc3Hc+γm 3Bc3Bc3D)
=1.23(25.03Bc3Bc31.35+20.003Bc3Bc32.75); γm──土的加权平均重度,
M ──倾覆力矩,包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩,M=1.431693.00=2370.20kN.m。
解得最小宽度 Bc=3.95m,
实际计算取宽度为 Bc=5.80m。
三)、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,压重和最大起重荷载,F=304.30kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重:
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G=1.23(25.03Bc3Bc3Hc+γm 3Bc3Bc3D) =3582.66kN; γm──土的加权平均重度
Bc──基础底面的宽度,取Bc=5.80m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Bc3Bc3Bc/6=32.52m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩,M=1.431693.00=2370.20kN.m;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a= Bc / 2 - M / (F + G)=5.80/2-2370.20/(732.00+3582.66)=2.35m。 经过计算得到:
无附着的最大压力设计值
Pmax=(732.00+3582.66)/5.802+2370.20/32.52=201.15kPa; 无附着的最小压力设计值
Pmin=(732.00+3582.66)/5.802-2370.20/32.52=55.37kPa;
2
有附着的压力设计值 P=(732.00+3582.66)/5.80=128.26kPa; 偏心矩较大时压力设计值 Pkmax=23(732.00+3582.66)/(335.8032.35)=210.98kPa。
四)、地基基础承载力验算
地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
2
fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m);
fak--地基承载力特征值,按本规范第5.2.3条的原则确定;取145.00kN/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20.00kN/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5.80m; 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20.00kN/m3;
d--基础埋置深度(m) 取2.75m; 解得地基承载力设计值:fa=207.40kPa;
实际计算取的地基承载力设计值为:fa=207.40kPa;
地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=201.15kPa,满足要求!
地基承载力特征值1.23fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=210.98kPa,满足要求!
五)、基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条。 验算公式如下:
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