塔式起重机附着计算.doc

福清裕荣汇塔 机 附 着 方 案 （施工、计算） 编制单位：福州鲁福建筑机械设备租赁有限公司编制时间：2013年07月11日 施工组织设计（安拆方案）报审表 工程名称福清裕荣汇 1#楼 施工单位中兴建设有限公司编制单位现报上塔机qtz5613附着施工、设计、计算施工组织总设计施工组织设计施工方案文件，请予以审查。主 编编制人工程项目部专业分包施工单位 （盖章）技术负责人审核单位总承包单位审核意见：年 月 日 总承包单位 （盖章）审核人审批人审查单位监理审查意见：监理审查结论： 同意实施 修改后报 重新编制监理单位 （盖章） 专业监理工程师日期：总监理工程师日期：塔吊附着计算书一、 工程概况：工程名称：福清裕荣汇 1#楼 建设地点： 福清市 施工单位： 中兴建设有限公司 监理单位： 福建闽华洋建设监理有限公司 根据工程的需要拟在1#楼处【见塔吊位置平面图（图一）】安装一台的qtz80(tc5613)型塔机，用于结构施工中的大宗物料（如：钢筋、模板、砼、构件等）的水平、垂直运输塔机初装基本高度20m，最终安装高度为 138 m，起重臂长56m。本次安装臂长56m，根据说明书附着锚固的架设要求，根据本工程的建筑结构，需要安装7道锚固【见塔吊立面示意图（图二）及附着大样平面图（图三）】，二、编制依据 jgj80-91建筑施工高处作业安全技术规范 gb5144-2006塔式起重机安全规程 jgj46-2005施工现场临时用电安全技术规范 jgj332001建筑机械使用安全技术规程 gb/t5031-2008塔式起重机性能测试 qtz80(tc5613)塔机使用说明书7.附着杆件a1为5米a2为5.6米a3为5.3米.三、塔机概述1. qtz80(tc5613)型号的塔机是徐州建机限公司最新设计产品，一种上回转、水平臂采用单小车变幅、固定安装的中型自升塔式起重机，其额定起重量力矩800kn.m，独立式高度40m，附着式高度180m，有效工作幅度1.3 55m，最大起重量6t，其最大工作臂长为56米，最大幅度起重量1.3t。2. 该塔机由金属结构、机械传动机构、液压顶升系统、电气控制系统、安全保护装置等部分组成。3. 该塔机采用液压顶升加节，使起升高度能随着施工建筑物的升高而加高，但塔机的起重性能在各种高度下仍保持不变。4. 该塔机设有各种保护装置，包括：起重力矩限制器、最大起升重量限制器、起升高度限位器、回转限位器和变幅限位器等，从而保证了塔机安全可靠的运行。5. 塔机起重性能塔机起重载荷特性见表2-1。6. 塔机技术性能塔机主要技术参数见表2-2，主要配套件技术性能见表2-3。表2-1 塔机起重载荷特性表幅度（m）2.5-13.71618202629吊重（t）四倍率3/63/4.683/3.853/3.022.85/2.792.49/2.43二倍率（续表21）幅度（m）323538414447吊重（t）四倍率2.20/2.141.96/1.901.75/1.691.58/1.521.43/1.371.30/1.24二倍率（续表21）幅度（m）50505356吊重（t）四倍率1.19/1.131.19/1.131.09/1.031.30/1.247. 塔机技术性能塔机主要技术参数见表2-2，主要配套件技术性能见表2-3。表2-2 主要技术参数表起重力矩kn.m800kn.m最大起重量kn6t最大幅度起重量kn1t工作幅度m1.355最大起升速度m/min80/40/8.88最低稳定下降速度m/min4.44（续表22） 起重性能二倍率起升速度m/min80408.88起重量t1.533四倍率起升速度m/min4020444起重量t366变幅速度m/min50/25回转速度r/min00.65高 度独立式m405附着式m220整机重量t40t（独立式高度）平衡重t146t工作环境温度-20+40最大工作风速m/s20顶升时最大风速m/s8（1）塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。（2）本工程塔吊位置及附着点详附图。（3）本工程塔吊最高138米，设7道附着，分别设于标高30米50米、70米、90米、110米、125米。故本工程就仅7道附着与最终叁道附着均完成时的两种受力状态进行验算。四、附着计算(a1#-a5#楼处塔吊) 1、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: 风荷载取值：q = 0.32kn； 塔吊的最大倾覆力矩：m = 1668.00kn； 弯矩图 变形图 剪力图 计算结果: nw = 102.7290kn ； 2、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 从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大的轴压力和轴拉力。 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: 341.38 kn； 杆2的最大轴向压力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向压力为: 60.30 kn； 杆1的最大轴向拉力为: 0.00 kn； 杆2的最大轴向拉力为: 242.39 kn； 杆3的最大轴向拉力为: 145.16 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 = 45， 135， 225， 315，mw = 0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。 杆1的最大轴向压力为: 102.73 kn； 杆2的最大轴向压力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向压力为: 102.73 kn； 杆1的最大轴向拉力为: 102.73 kn； 杆2的最大轴向拉力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向拉力为: 102.73 kn； 3、附着杆强度验算 1 杆件轴心受拉强度验算 验算公式: = n / an f 其中 - 为杆件的受拉应力； n - 为杆件的最大轴向拉力,取 n =242.39 kn； an - 为杆件的截面面积， 本工程选取的是 18a号槽钢； 查表可知 an =2569.00 mm2。 经计算， 杆件的最大受拉应力 =242.39/2569.00 =94.35n/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: = n / an f 其中 - 为杆件的受压应力； n - 为杆件的轴向压力， 杆1: 取n =341.38kn； 杆2: 取n =0.00kn； 杆3: 取n =102.73kn； an - 为杆件的截面面积, 本工程选取的是 18a号槽钢； 查表可知 an =2569.00 mm2。 - 杆件长细比，杆1:取=74， 杆2:取=92， 杆3:取=74 - 为杆件的受压稳定系数， 是根据 查表计算得： 杆1: 取=0.73， 杆2: 取=0.61， 杆3: 取=0.73； 经计算， 杆件的最大受压应力 =183.04 n/mm2， 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力 215n/mm2， 满足要求。五、七道附着计算（a1#楼处塔吊） 1、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: 风荷载取值：q = 0.34kn； 塔吊的最大倾覆力矩：m = 1668.00kn； 弯矩图 变形图 剪力图 计算结果: nw = 133.3612kn ； 2、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 从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大的轴压力和轴拉力。 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: 372.01 kn； 杆2的最大轴向压力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向压力为: 90.93 kn； 杆1的最大轴向拉力为: 0.00 kn； 杆2的最大轴向拉力为: 242.39 kn； 杆3的最大轴向拉力为: 175.79 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 = 45， 135， 225， 315，mw = 0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。 杆1的最大轴向压力为: 133.36 kn； 杆2的最大轴向压力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向压力为: 133.36 kn； 杆1的最大轴向拉力为: 133.36 kn； 杆2的最大轴向拉力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向拉力为: 133.36 kn；六、七道附着计算（a1#楼处塔吊，由以上计算可知计算四道附着即可） 1、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: 风荷载取值：q = 0.34kn； 塔吊的最大倾覆力矩：m = 1668.00kn； 弯矩图 变形图 剪力图 计算结果: nw = 133.3612kn ； 2、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 从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大的轴压力和轴拉力。 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: 372.01 kn； 杆2的最大轴向压力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向压力为: 85.63 kn； 杆1的最大轴向拉力为: 0.00 kn； 杆2的最大轴向拉力为: 243.37 kn； 杆3的最大轴向拉力为: 181.09 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 = 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: 133.36 kn； 杆2的最大轴向压力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向压力为: 133.36 kn； 杆1的最大轴向拉力为: 133.36 kn； 杆2的最大轴向拉力为: 0.00 kn； 杆3的最大轴向拉力为: 133.36 kn； 3、附着杆强度验算 1 杆件轴心受拉强度验算 验算公式: = n / an f 其中 - 为杆件的受拉应力； n - 为杆件的最大轴向拉力,取 n =243.37 kn； an - 为杆件的截面面积， 本工程选取的是 18a号槽钢； 查表可知 an =2569.00 mm2。 经计算， 杆件的最大受拉应力 =243.37/2569.00 =94.74n/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: = n / an f 其中 - 为杆件的受压应力； n - 为杆件的轴向压力， 杆1: 取n =372.01kn； 杆2: 取n =0.00kn； 杆3: 取n =133.36kn； an - 为杆件的截面面积, 本工程选取的是 18a号槽钢； 查表可知 an =2569.00 mm2。 - 杆件长细比，杆1:取=64， 杆2:取=82， 杆3:取=64 - 为杆件的受压稳定系数， 是根据 查表计算得： 杆1: 取=0.79， 杆2: 取=0.68， 杆3: 取=0.79； 经计算， 杆件的最大受压应力 =184.23 n/mm2， 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力 215n/mm2， 满足要求。 4、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/mm2，c30为3.0n/mm2）；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。 七、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。5. 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：5.1 预埋螺栓必须用q235钢制作；5.2 附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于c20；5.3 预埋螺栓的直径大于24mm；5.4 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/mm2，c30为3.0n/mm2）；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。预埋件计算1、ym1(预埋件预埋在梁面)预埋件计算(由锚板和对称配置的直锚筋组成）输入混凝土强度fc=11.9mpaft=1.27mpa输入钢筋屈服强度fy300mpa输入锚筋直径d25mm(宜小于25mm)输入锚筋间距b100mm( 大于3d和45mm,小于300mm)输入锚筋间距b1120( 不应小于6d和70mm,小于300mm)输入锚筋中心至锚板边缘的距离50mm(不小于2d和20mm)输入锚板厚度t16mm(宜大于15和12.5计算系数av:0.39833最后取为0.39833 计算系数ab:0.76( 当采取防止锚板弯曲变形的措施时，可取1.0）锚筋层数的影响系数ar:当等间距布置时ar=1沿剪力作用方向最外层锚筋中心之间的距离z100mmvnm输入v、n、m182001。当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，取大值。1692.2510取最大值1692.251mm22。当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，取大值。1692.2510注：当没有n时，应取1。的公式进行计算。2、ym2(预埋件预埋在墙侧边)预埋件计算(由锚板和对称配置的直锚筋组成）输入混凝土强度fc=11.9mpaft=1.27mpa输入钢筋屈服强度fy300mpa输入锚筋直径d25mm(宜小于25mm)输入锚筋间距b100mm( 大于3d和45mm,小于300mm)输入锚筋间距b1120( 不应小于6d和70mm,小于300mm)输入锚筋中心至锚板边缘的距离50mm(不小于2d和20mm)输入锚板厚度t16mm(宜大于15和12.5计算系数av:0.39833最后取为0.39833 计算系数ab:0.76( 当采取防止锚板弯曲变形的措施时，可取1.0）锚筋层数的影响系数ar:当等间距布置时ar=1沿剪力作用方向最外层锚筋中心之间的距离z100mmvnm输入v、n、m26300026300001。当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，取大值。3967.3861521.991取最大值3967.386mm22。当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，取大值。1711.7770注：当没有n时，应取1。的公式进行计算。抗拉锚固长度la=826.7717mm说明：1.预埋件的受力直锚筋不宜少于4根，不宜多于4层；直径大于8mm，小于25mm.2. 锚筋应位于构件的外层主筋内侧。3.锚板宜用q235钢，与锚筋应采用t形焊。当锚筋直径小于20，用压力埋弧焊；否则用穿孔焊。4.当采用手工焊时，焊缝高度不宜小于6 mm和0.5d（hpb235 级钢筋）或0.6d(非hpb235)5.锚板厚度大于0.6d.受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8.6.锚筋中心至锚板边缘的距离不应小于2d和40mm.7.对受拉和受弯预埋件，锚筋的间距b,b1和 锚筋至构件边缘的距离c，c1，均不应小于3d和45mm.8.对受剪预埋件，锚筋的间距b,b1不应大于300 mm,且b1不应小于6d和70 mm；锚筋至构件边缘的距离c1不应小于6d和70mm，b,c不应小于3d和45mm。9.受拉直锚筋和弯折锚筋的锚固长度不应小于受拉钢筋锚固长度；当锚筋采用hpb235级钢筋时，尚应符合规范表9.3.1注中关于弯钩的规定。当无法满足锚固长度的要求时，应采取其他有效的锚固措施。受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于15d.八. 预埋件设计塔吊附着臂与预埋件连接钢板厚度不小于20mm，连接钢板与预埋件采用双面焊，焊缝高度不小于15mm，焊缝总长不小于300mm。连接钢板与附着臂的连接由施工单位自行设计。9. 拉杆角度附图 ：（预埋位置根据现场情况自行布置）拾、安全技术措施1、按建筑施工安全检查标准jgj5999和安全操作规范的要求组织标准化施工，施工过程中应结合实际，正确执行公司制定的各种安全措施，强化安全责任制，形成从公司经理到项目经理、安全主管部门、施工负责人及班组长为主体的安全体系，按各级人员职责定期检查安全责任制的贯彻执行。现场安全保卫小组，设两名安全检查员和多名安全值班员，各操作班组设一名兼职质安员，随时检查防范，及时处理好施工过程中的事故隐患不断完善事故施工现场的安全设施，确保施工过程中人身、机械、材料的生产安全。2、认真落实国家有关部门的安全生产措施和规定，特别注意防止高空坠物、物体打击、机械伤害和触电事故的发生。3、做好高空交叉多层作业的安全防护，正确设置安全维护、安全网和隔离防护，强抓安全“三宝”（安全帽、安全带、安全网）的配置配戴落实情况。4、施工现场的各种安全防护措施、安全标志和警告牌应标准化，未经项目部经理和安全负责人同意不得擅自拆动，施工机械必须指定专人操作，特殊工种必须持证上岗。5、施工现场用电要规范化，设置标准配电箱，所有的电动机具必须安装漏电保护器，井架必须安装限位器。所有的配电箱必须要有防雨措施。6、施工现场、休息室、作业棚、仓库、材料堆场等处所都必须配备消防设施，做到卫生、安全、道路畅通。7、对容易发生重大伤亡施工的有害环境，必须加强检查，把事故消灭在萌芽状态之中。夜间施工时，工作面上应有足够的亮度，在操作区域应优先选用安全的照明设备，危险区域夜间应用红灯示警。8、现场施工应遵守有关消防规定及用火申请制度，现场火路应随时保证畅通，在库房及其他临时设施要放置一定数量的灭火器材，工地四周设临时围栏或围墙，设置门卫，非工地员不得入内，工地正面入口处悬挂安全标牌加强宣传。9、搞好四口及周围的安全防护机械洞口作业及在因施工过程和工序需要而产生，使人与物有坠落危险及人身安全的其它洞口；机械高处作业时，必须按下列规定设置防护措施：a、板与墙的洞口，必须设置牢固的盖板、防护栏杆、安全网或其它防护设施；b、设备、管道井口必须设防护栏杆或固定栅网，设备竖身内应层层置一道栏杆、安全网。10、坚持七个不准，不戴安全帽不准进入施工现场，穿高跟鞋不准进入工地上岗作业，不戴安全带不准进行悬空作业，不是专人不准操作机械和电器，不准从楼层向下抛物，跳板不准铺放空搭头，末按规定张挂好安全网，不准操作。11、正常情况下,下列电器设备不带电的外露导电部分，应做保护接零，a、电机、变压器、电器、照明器具、手持电动工具的金属外壳;b、电器设备转动装置的金属部件；c、配电屏和控制屏的金属部件;d、室内外配电装置的金属框架及靠近带电部分的金属框架栏和金属门;e、电气线路的金属保护管、敷线的钢索;f、安装在电力线路杆土的开关、电容器等电器装置的金属外壳及支架;g、保护零线除必须在配电室或总配电箱处作重复接地外，还必须在配电线路的中间处和末端处作重复接地;h、电器设备应采用专用芯线作保护接零，此芯线严禁通过工作电流;i、施工现场所有用电设备，除作保护接零外，必须在设备负荷线的首端处设置漏电保护装置;j、 电系统应设置室内总配电屏和室外分配电箱或设置室外总配电箱和分配电箱，实行分级配电;k、配电箱,开关箱周围应设置在干燥,通风及常温场所.在其周围应有足够二人同时工作的空间和通道,不得堆放任何妨碍操作、维修的物品,不得有灌木、杂草。现场照明专用回路须设置漏电保护装置，灯具金属外应作接零保护。12、所有物资必须按要求进行堆放，不得乱堆乱放，及时清理堆码模板和钢管，减少不安全因素。13、建筑施工机械的安全措施:a、塔吊及其它机械设备应按其技术性能的要求正确使用。缺少安全装置或安全装置己失效的机械设备不得使用。b、处在运行和运转中的机械严禁对其进行维修、保养或调整等作业。c、机械设备的操作人员必须经过专业培训考试合格，在取得有关部门颁发的操作证或特殊工种操作证后，方可独立操作。学员必须在师傅的指导下进行操作。d、机械作业时，操作人员不得擅自离开工作岗位或将机械交给非本机操作人员操作，严禁无关人员进入操作区和操作室内。机械进入作业地点后，施工技术人员向机械操个人员进行施