《塔吊方案计算书》word版.doc

23目 录一、编制依据：2二、工程概况：2三、塔吊概况：2四、矩形板式桩基础计算书4(一)塔机属性4(二)塔机荷载4(三)桩顶作用效应计算6(四)桩承载力验算8(五)承台计算9(六)配筋示意图11五、矩形板式基础计算书12(一)塔机属性12(二)塔机荷载12(三)基础验算15(四)基础配筋验算19(五)配筋示意图21六、塔吊安全保证措施21七、塔吊安装安全技术措施22塔吊施工方案一、 编制依据：塔式起重机使用说明书岩土工程勘察报告建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2011）混凝土结构设计规范（GB50010-2011）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2011）钢结构设计规范（GB50017-2011）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2011）施工现场平面图二、 工程概况： 工程名称，*师范大学有机硅重点实验室，二五层框架结构，建筑物最大高度为23.1m。建筑面积：41105 m2，施工单位：浙江宝业建设集团有限公司。场地内工程地质与水文地址情况： 1-1杂填土 1.7米 2-1粘质粉土 8.3米 2-2粘质粉土 4.6米 3-1砂质粉土 6.5米 3-2粉砂 6.5米 3-3粘质粉土 1.6米 5 淤泥质粉质粘土 2.7米地下水位为 -3.00米三、 塔吊概况：额定起重力矩 tm63起重高度 m倍率独立式附着式240.5121.5（140）440.560最大起重重量 t6工作幅度 m最小幅度2.5最大幅度53/50/45起升机构倍率24起重量t1.533366速度m/min80408.540204.3电机功率kw 24/24/5.4回转机构回转速度r/minZJ5311S双回转机构0.6ZJ5311变频回转机构00.6电机功率kw2*2.23.7回转机构牵引速度m/min 40/20电机功率kw 3.3/2.2顶升机构顶升速度m/min 0.5电机功率kw 5.5工作压力MPa 20不含顶升机构电机kw 31.7(ZJ5311S)/31(ZJ5311)工作温度 -2040工作风风速m/s顶升工况工作工况非工作工况最高处8最高处20020米 36/20100米42/100米 46 四、 矩形板式桩基础计算书(一) 塔机属性塔机型号QTZ6021塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)35塔机独立状态的计算高度H(m)43塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m)1.6(二) 塔机荷载塔机竖向荷载简图 1、塔机自身荷载标准值塔身自重G0(kN)593起重臂自重G1(kN)37.4起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)22小车和吊钩自重G2(kN)3.8最大起重荷载Qmax(kN)60最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)11.5最小起重荷载Qmin(kN)10最大吊物幅度RQmin(m)50最大起重力矩M2(kNm)Max6011.5，1050690平衡臂自重G3(kN)19.8平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.3平衡块自重G4(kN)89.4平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)11.8 2、风荷载标准值k(kN/m2)工程所在地浙江 杭州市基本风压0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态0.9塔帽形状和变幅方式锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)风振系数z工作状态1.59非工作状态1.71风压等效高度变化系数z1.32风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.95风向系数1.2塔身前后片桁架的平均充实率00.35风荷载标准值k(kN/m2)工作状态0.81.21.591.951.320.20.79非工作状态0.81.21.711.951.320.93.79 3、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)593+37.4+3.8+19.8+89.4743.4起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)743.4+60803.4水平荷载标准值Fvk(kN)0.790.351.64319.02倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8+0.9(690+0.519.0243)675.88非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk1743.4水平荷载标准值Fvk(kN)3.790.351.64391.26倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422-19.86.3-89.411.8+0.591.26431605.23 4、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.2Fk11.2743.4892.08起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk1.46084竖向荷载设计值F(kN)892.08+84976.08水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.419.0226.63倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.519.0243)1008.86非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.2743.4892.08水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.491.26127.76倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422-19.86.3-89.411.8)+1.40.591.26432318.69(三) 桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.6承台长l(m)6承台宽b(m)5承台长向桩心距al(m)3承台宽向桩心距ab(m)3桩直径d(m)1承台参数承台混凝土等级C40承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土的重度(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁否矩形桩式基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=55(125+019)=625kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2625=750kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(32+32)0.5=4.24m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(743.4+625)/4=342.1kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(743.4+625)/4+(1605.23+91.261)/4.24=766.2kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(743.4+625)/4-(1605.23+91.261)/4.24=-58kN 2、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L =(892.08+750)/4+(2318.69+127.761)/4.24=987.5kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(892.08+750)/4-(2318.69+127.761)/4.24=-166.47kN(四) 桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级C60桩基成桩工艺系数C0.85桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)50桩入土深度lt(m)12桩配筋自定义桩身承载力设计值是桩身承载力设计值2700地基属性是否考虑承台效应否土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)粘性土8.32015000.7-粘性土4.61514000.7-粉土4.52015000.7- 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.141=3.14m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.52/4=0.785m2 Ra=uqsiali+qpaAp =1.88(6.820+4.615+0.620)+15000.785=1858.88kN Qk=342.1kNRa=1858.88kN Qkmax=766.2kN1.2Ra=1.21858.88=2230.56kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=10.98kN0 不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！ 3、桩身承载力计算 纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nd2/4=113.1410.72/4=989mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=1069.66kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=2700kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=10.98kN0 不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！(五) 承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB335 20120承台底部短向配筋HRB335 20120承台顶部长向配筋HRB335 18180承台顶部短向配筋HRB335 18180 1、荷载计算 承台有效高度：h0=1000-50-20/2=940mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(1069.66+(-83.62)4.24/2=2091.71kNm X方向：Mx=Mab/L=2091.713/4.24=1479.06kNm Y方向：My=Mal/L=2091.713/4.24=1479.06kNm 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=892.08/4 + 2318.69/4.24=769.54kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/940)1/4=0.96 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3-1.6-0.6)/2=0.4m a1l=(al-B-d)/2=(3-1.6-0.6)/2=0.4m 剪跨比：b=a1b/h0=400/940=0.43，取b=0.43； l= a1l/h0=400/940=0.43，取l=0.43； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.43+1)=1.23 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.43+1)=1.23 hsbftbh0=0.961.231.5710360.94=10440.72kN hslftlh0=0.961.231.5710360.94=10440.72kN V=769.54kNmin(hsbftbh0， hslftlh0)=10440.72kN 满足要求！ 3、受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+20.94=3.48m ab=3mB+2h0=3.48m，al=3mB+2h0=3.48m 角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！ 4、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积 S1= My/(1fcbh02)=1479.06106/(1.0316.760009402)=0.016 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.016)0.5=0.016 S1=1-1/2=1-0.016/2=0.992 AS1=My/(S1h0fy1)=1479.06106/(0.992940300)=5289mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.57/300)=max(0.2,0.24)=0.24% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, bh0)=max(5289,0.0026000940)=13283mm2 承台底长向实际配筋：AS1=16023mm2A1=13283mm2 满足要求！ (2)、承台底面短向配筋面积 S2= Mx/(2fcbh02)=1479.06106/(1.0316.760009402)=0.016 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.016)0.5=0.016 S2=1-2/2=1-0.016/2=0.992 AS2=Mx/(S2h0fy1)=1479.06106/(0.992940300)=5289mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.57/300)=max(0.2,0.24)=0.24% 梁底需要配筋：A2=max(9674, lh0)=max(9674,0.0026000940)=13283mm2 承台底短向实际配筋：AS2=16023mm2A2=13283mm2 满足要求！ (3)、承台顶面长向配筋面积 承台顶长向实际配筋：AS3=8737mm20.5AS1=0.516023=8012mm2 满足要求！ (4)、承台顶面短向配筋面积 承台顶长向实际配筋：AS4=8737mm20.5AS2=0.516023=8012mm2 满足要求！ (5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向10500。(六) 配筋示意图矩形桩式承台配筋图 五、 矩形板式基础计算书(一) 塔机属性塔机型号QTZ63 (ZJ5311)塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)35塔机独立状态的计算高度H(m)35塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m)1.6(二) 塔机荷载塔机竖向荷载简图 1、塔机自身荷载标准值塔身自重G0(kN)593起重臂自重G1(kN)37.4起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)22小车和吊钩自重G2(kN)3.8最大起重荷载Qmax(kN)60最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)11.5最小起重荷载Qmin(kN)10最大吊物幅度RQmin(m)45最大起重力矩M2(kNm)Max6011.5，1050690平衡臂自重G3(kN)19.8平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.3平衡块自重G4(kN)89.4平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)11.8 2、风荷载标准值k(kN/m2)工程所在地浙江 杭州市基本风压0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态1.4塔帽形状和变幅方式锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)风振系数z工作状态1.59非工作状态1.74风压等效高度变化系数z1.25风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.95风向系数1.2塔身前后片桁架的平均充实率00.35风荷载标准值k(kN/m2)工作状态0.81.21.591.951.250.20.74非工作状态0.81.21.741.951.251.45.68 3、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)593+37.4+3.8+19.8+89.4743.4起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)743.4+60803.4水平荷载标准值Fvk(kN)0.740.351.63514.5倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8+0.9(690+0.514.535)536.21非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)Fk1743.4水平荷载标准值Fvk(kN)5.680.351.635111.33倾覆力矩标准值Mk(kNm)37.422-19.86.3-89.411.8+0.5111.33351591.41 4、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.2Fk11.2743.4892.08起重荷载设计值FQ(kN)1.4FQk1.46084竖向荷载设计值F(kN)892.08+84976.08水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.414.520.3倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.514.535)813.33非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.2Fk1.2743.4892.08水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk1.4111.33155.86倾覆力矩设计值M(kNm)1.2(37.422-19.86.3-89.411.8)+1.40.5111.33352299.35(三) 基础验算矩形板式基础布置图基础布置基础长l(m)5基础宽b(m)5基础高度h(m)1.6基础参数基础混凝土强度等级C40基础混凝土自重c(kN/m3)25基础上部覆土厚度h(m)2.4基础上部覆土的重度(kN/m3)19.3基础混凝土保护层厚度(mm)50地基参数地基承载力特征值fak(kPa)120基础宽度的地基承载力修正系数b0.3基础埋深的地基承载力修正系数d1.5基础底面以下的土的重度(kN/m3)20基础底面以上土的加权平均重度m(kN/m3)20基础埋置深度d(m)4修正后的地基承载力特征值fa(kPa)213地基变形基础倾斜方向一端沉降量S1(mm)20基础倾斜方向另一端沉降量S2(mm)20基础倾斜方向的基底宽度b(mm)5000 基础及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=66(1.625+1.419)=2397.6kN 基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.22397.6=2877.12kN 荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力： Mk=G1RG1-G3RG3-G4RG4+0.5FvkH/1.2 =37.422-19.86.3-89.411.8+0.5111.3335/1.2 =1266.7kNm Fvk=Fvk/1.2=111.33/1.2=92.77kN 荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力： M=1.2(G1RG1-G3RG3-G4RG4)+1.40.5FvkH/1.2 =1.2(37.422-19.86.3-89.411.8)+1.40.5111.3335/1.2 =1844.76kNm Fv=Fv/1.2=155.86/1.2=129.88kN 基础长宽比：l/b=5/5=11.1，基础计算形式为方形基础。 Wx=lb2/5=552/5=25m3 Wy=bl2/5=552/5=25m3 相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩： Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=1591.415/(52+52)0.5=1125.3kNm Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=1591.415/(52+52)0.5=1125.3kNm 1、偏心距验算 相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值： Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy =(743.4+2397.6)/25-1125.3/25-1125.3/25=35.616kPa0 偏心荷载合力作用点在核心区内。 2、基础底面压力计算 Pkmin=24.73kPa Pkmax=(Fk+Gk)/A+Mkx/Wx+Mky/Wy =(743.4+2397.6)/25+1125.3/25+1125.3/25=215.664kPa 3、基础轴心荷载作用应力 Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(743.4+2397.6)/(55)=125.64kN/m2 4、基础底面压力验算 (1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) =120.00+0.3020.00(6.00-3)+1.5020.00(3.00-0.5)=213.00kPa (2)、轴心作用时地基承载力验算 Pk=87.25kPafa=213kPa 满足要求！ (3)、偏心作用时地基承载力验算 Pkmax=149.77kPa1.2fa=1.2213=255.6kPa 满足要求！ 5、基础抗剪验算 基础有效高度：h0=h-=1600-(50+25/2)=1538mm X轴方向净反力： Pxmin=(Fk/A-(Mk+Fvkh)/Wx)=1.35(743.400/36.000-(1266.702+92.7751.600)/36.000)=-25.190kN/m2 Pxmax=(Fk/A+(Mk+Fvkh)/Wx)=1.35(743.400/36.000+(1266.702+92.7751.600)/36.000)=80.945kN/m2 假设Pxmin=0,偏心安全，得 P1x=(b+B)/2)Pxmax/b=(6.000+1.600)/2)80.945/6.000=51.265kN/m2 Y轴方向净反力： Pymin=(Fk/A-(Mk+Fvkh)/Wy)=1.35(743.400/36.000-(1266.702+92.7751.600)/36.000)=-25.190kN/m2 Pymax=(Fk/A+(Mk+Fvkh)/Wy)=1.35(743.400/36.000+(1266.702+92.7751.600)/36.000)=80.945kN/m2 假设Pymin=0,偏心安全，得 P1y=(l+B)/2)Pymax/l=(6.000+1.600)/2)80.945/6.000=51.265kN/m2 基底平均压力设计值： px=(Pxmax+P1x)/2=(80.95+51.27)/2=66.11kN/m2 py=(Pymax+P1y)/2=(80.95+51.27)/2=66.11kPa 基础所受剪力： Vx=|px|(b-B)l/2=66.11(5-1.6)6/2=674.322kN Vy=|py|(l-B)b/2=66.11(5-1.6)6/2=674.322kN X轴方向抗剪： h0/l=1538/6000=0.264 0.25cfclh0=0.25116.760001538=38526.9kNVx=674.322kN 满足要求！ Y轴方向抗剪： h0/b=1538/6000=0.264 0.25cfcbh0=0.25116.760001538=38526.9kNVy=674.322kN 满足要求！ 6、地基变形验算 倾斜率：tan=|S1-S2|/b=|20-20|/5000=00.001 满足要求！(四) 基础配筋验算基础底部长向配筋25150基础底部短向配筋25150基础顶部长向配筋25150基础顶部短向配筋25150 1、基础弯距计算 基础X向弯矩： M=(b-B)2pxl/8=(5-1.6)266.116/8=573.17kNm 基础Y向弯矩： M=(l-B)2pyb/8=(5-1.6)266.116/8=573.17kNm 2、基础配筋计算 (1)、底面长向配筋面积 S1=|M|/(1fcbh02)=573.17106/(116.7500015382)=0. 0024 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.0024)0.5=0.0024 S1=1-1/2=1-0.0024/2=0.9988 AS1=|M|/(S1h0fy1)=573.17106/(0.99881538300)=1243.73mm2 基础底需要配筋：A1=max(2085，bh0)=max(2085，0.001550001538)=11535mm2 基础底长向实际配筋：As1=20116mm2A1=11535mm2 满足要求！ (2)、底面短向配筋面积 S2=|M|/(1fclh02)=573.17106/(116.7500015382)=0.0024 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-20.0024)0.5=0.0024 S2=1-2/2=1-0.0024/2=0.9988 AS2=|M|/(S2h0fy2)=573.17106/(0.99881538300)=2085mm2 基础底需要配筋：A2=max(2085，lh0)=max(2085，0.001560001538)=11535mm2 基础底短向实际配筋：AS2=20116mm2A2=11535mm2 满足要求！ (3)、顶面长向配筋面积 基础顶长向实际配筋：AS3=20116mm20.5AS1=0.520116=10058mm2 满足要求！ (4)、顶面短向配筋面积 基础顶短向实际配筋：AS4=20116mm20.5AS2=0.520116=10058mm2 满足要求！ (5)、基础竖向连接筋配筋面积 基础竖向连接筋为双向10500。(五) 配筋示意图矩形板式基础配筋图六、 塔吊安全保证措施1、两台起重机之间的最小架设距离应保证处于低位的起重机的臂架端部与另一台起重机的塔身之间至少有2m的距离；处于高位起重机的最低位置的部件(吊钩升至最高点或最高位置的平衡重)与低位起重机中处于最高位置部件之间的垂直距离不得小于2m。2、操作（1）、当两台塔吊吊臂或吊物相互靠近时，司机要相互鸣笛示警，以提醒多方注意。（2）、夜间作业时，应有足够的照明。（3）司机在操作时必须专心操作，作业中不的离开司机室，起重机运转时，司机不得离开操作位置。（4）司机要严守换班制度，不得疲劳作业，连续作业不得超过8小时。（5）、司机室的玻璃窗应清洁，不得影响司机视线。（6）、在作业过程中，必须听从指挥人员的指挥，严禁无视指挥操作，更不允许不服从指挥信号擅自操作。（7）、回转作业速度要慢，不得快速换向回转。（8）、四级以上大风严禁作业。（9）、每班