塔吊专项施工方案3.docx
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塔吊专项施工方案3
000000
塔
吊
安
装
方
案
编制：
审核：
批准：
分公司
000000
自升式塔吊安装方案
一、工程概况
序
项目
内容
1
工程名称
000000
2
工程业主
000000城北区政府环卫
3
设计单位
4
建筑面积
总建筑面积23586.8㎡；其中地上部分16325.3㎡17层，地下部分7261.5㎡
5
工程地点
000000城北区宁大路东侧
6
质量目标
质量要求达到一次性验收合格
7
结构形式
钢筋混凝土剪力墙结构，建筑结构的类别为二类
8
基础形式
筏板基础独立基础
9
工期要求
2012年3月20日开工，2013年12月30日竣工。
本工程在综合办公楼（A区）（B区）采用刚性混凝土桩复合地基，长螺旋钻孔，管内泵压浇筑混凝土（C区）基础采用平板型筏形基础，混凝土强度等级柱梁板及筏板均为C40，基础垫层为C20。
（A区）主楼地下1层，地上17层，其中地下1层为库房，地上1～17层为办公，轴号为
～
轴、主要结构系采用现浇钢筋混凝土框架——剪力墙结构，基础形式为筏形基础。
（A区）房屋建筑总高度为67.80m，总长度为49.60m，总宽度为17.30m。
高宽比为3.91，长宽比2.86，属A级高度钢筋混凝土高层规则建筑。
（B区）裙楼地下局部地下1层，地上4层，其中地下1层为档案库，地上1～4层为办公，轴号为
～1/D轴，裙楼结构体系采用现浇混凝土框架结构，基础采用筏形基础局部采用（CFG）柱地基，独立基础。
二、编制依据
主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制1、《塔式起重机设计7、本工程岩土工程勘察中期成果报告
8、塔吊使用说明书
三、施工准备
根据1条，本工程选用QTZ63臂长50米1台，其基础断面尺寸为：
5000×5000×1300mm,及一台QTZ40，臂长40米基础断面尺寸为：
5000×5000×1300mm。
其相关技术参数适用于本工程垂直运输需要。
拟将各塔吊型号及位置如下表：
序号
塔吊编号
塔吊型号
安装高度（m）
塔吊位置
1
1#塔吊
QTZ40
80
车库
2
2#塔吊
QTZ63
10
主楼
具体详见施工总平面布置图（附图一）。
四、适用塔吊的主要性能
QTZ63塔吊性能表
技术性能参数表
起升高
度（m）
倍率
固定式
行走式
附着式
α=2
40
40
140
α=4
40
40
70
最大起重吨位（t）
6
幅度（m）
最大幅度
50；55
最小幅度
2
起升
机构
倍率
α=2
α=4
速度m/min
8.5
40
80
4.25
20
40
起重量t
3
3
1.5
6
6
3
电机型号、功率（kw）转速
YZTDJ250M3-4/8/32-24/24/5.4Kw-
1410/710/150Y/min
总功率（kw）
34.7
工作（℃）
—20～40
平衡重
臂长m
重量t
50
13.55
55
14.78
自重（t）
臂长m
50
55
固定式
33.5
35.6
行走式（不含压重）
41.39
44.35
附着式
83.58
85.54
QTZ40塔吊性能表
项目
单位
参数
备注
额定起重力矩
KN.M
400
最大幅度
M
47
42
两种规格
额定起重量
47m
T
0.790
TC4708
42m
T
0.902
TC4209
2~10.96m
T
4
起升高度
独立式
M
29
供货
附着式
M
120
工作速度
起升机构
M/min
60/40/7（2倍率）
变幅机构
M/min
33/22
回转机构
Rpm
0.51/0.37
顶升机构
M/min
0.6
起升机构
电
动
机
型号
YZTD200L2-4/5/24
功率
Kw
15/15/4kw
转速
Rpm
1440/960/220
回转机构
电
动
机
型号
YD132M-6/8
功率
Kw
3.7/2.6KW
B5
转速
Rpm
720/960
变幅机构
电
动
机
型号
YD100L2-4/6
功率
Kw
2.2/1.5KW
B5
转速
Rpm
1440/960
顶升机构
电
动
机
型号
Y112M-4
功率
Kw
4kw
B5
转速
Rpm
1440
平衡重
T
6.5
5
规格不同
整机
独立式
T
26
23
附着式
T
工作环境温度
℃
-20~+40
五、塔吊基础的确定
本项目计划布置塔吊附近的地质点号及临近的地质情况分析
1、本工程采用桩基础，地基塔吊设计地基承载力要求（200kpa），塔基承载力要求200KPa，用等强进行换算则塔基平面尺寸为5430×5430mm；可按塔基平面6000×6000mm确定。
六、塔吊基础计算书
QTZ63塔吊基础计算
（一）、参数信息
塔吊型号：
QZT63，塔吊起升高度H：
72m，
塔身宽度B：
1.65m，基础埋深d：
4m，
自重G：
620kN（包括平衡重120KN），基础承台厚度hc：
1.30m，
最大起重荷载Q：
60kN，基础承台宽度Bc：
6.00m，
混凝土强度等级：
C35，钢筋级别：
HRB335，
基础底面配筋直径：
20mm
额定起重力矩Me：
760kN·m，基础所受的水平力P：
62kN，
标准节长度b：
2.5m，
主弦杆材料：
角钢/方钢,宽度/直径c：
160mm，
所处城市：
青海省000000，基本风压ω0：
0.65kN/m2
风荷载高度变化系数μz：
2.03。
地基承载力特征值fak：
200kPa，
基础宽度修正系数ηb：
0，基础埋深修正系数ηd：
1.5，
基础底面以下土重度γ：
20kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：
20kN/m3。
（二）、塔吊对承台中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重：
G=620kN；
塔吊最大起重荷载：
Q=60kN；
作用于塔吊的竖向力：
Fk＝G＋Q＝620＋60＝680kN；
2、塔吊风荷载计算
地处辽宁大连市，基本风压为ω0=0.65kN/m2；
查表得：
风荷载高度变化系数μz=2.03；
挡风系数计算：
φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.65+2×2.5+（4×1.652+2.52）0.5）×0.16]/（1.65×2.5）=0.547；
因为是角钢/方钢，体型系数μs=1.9；
高度z处的风振系数取：
βz=1.0；
所以风荷载设计值为：
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.9×2.03×0.65=1.755kN/m2；
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.755×0.547×1.65×46×46×0.5=1675.846kN·m；
Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝760＋1675.846＋62×1.35＝2519.55kN·m；
（三）、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算：
e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3
式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
Mk──作用在基础上的弯矩；
Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6×6×1.35=1215kN；
Bc──为基础的底面宽度；
计算得：
e=2519.55/（680+1215）=1.33m<6/3=2m；
基础抗倾覆稳定性满足要求！
（四）、地基承载力验算
计算简图:
基础底面边缘的最大压力值计算：
当偏心距e>b/6时，e=1.33m>6/6=1m
Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）
式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力；
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/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝6/20.5-2519.55/（680+1215）=2.913m。
Bc──基础底面的宽度，取Bc=6m；
不考虑附着基础设计值：
Pkmax=2×（680+1215）/（3×2.913×6）=72.28kPa；
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB计算公式如下:
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
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200.000kN/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6.000m；
γm--基础底面以下土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
d--基础埋置深度（m）取1.500m；
解得地基承载力设计值：
fa=230.000kPa；
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=230.000kPa；
地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=52.639kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=72.280kPa，满足要求！
（五）、基础受冲切承载力验算
验算公式如下:
F1≤0.7βhpftamho
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；取βhp=0.95；
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.57MPa；
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.30m；
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；
am=[1.65+（1.65+2×1.30）]/2=2.95m；
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）；取at＝1.65m；
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；ab=1.65+2×1.30=4.25；
Pj--扣除基础自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；取Pj=86.74kPa；
Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.00×（6.00-4.25）/2=5.25m2
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。
Fl=PjAl；
Fl=86.74×5.25=455.36kN。
允许冲切力：
0.7×0.95×1.57×2950.00×实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
（六）、承台配筋计算
1.抗弯计算
算公式如下:
MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12
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；取a1=（Bc-B）/2＝（6.00-1.65）/2=2.17m；
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86.74kN/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＝Pmax×（3×1.67-al）/3×1.67＝86.74×（3×1.67-2.175）/（3×1.67）=49.091kPa；
G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×6.00×6.00×1.35=1640.25kN/m2；
l--基础宽度，取l=6.00m；
a--合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离，取a=1.67m；
a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.65m。
经过计算得MI=2.172×[（2×6.00+1.65）×（86.74+49.09-2×1640.25/6.002）+（86.74-49.09）×6.00]/12=329.58kN·m。
2.配筋面积计算
αs=M/（α1fcbh02）
ζ=1-（1-2αs）1/2
γs=1-ζ/2
As=M/（γsh0fy）
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=329.58×106/（1.00×16.70×6.00×103×（1.30×103）2）=0.002；
ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；
γs=1-0.002/2=0.999；
As=329.58×106/（0.999×1.30×103×300.00）=845.91mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
6000.00×1350.00×0.15%=12150.00mm2。
故取As=12150.00mm2。
QTZ40塔吊基础计算
（一）、参数信息
塔吊型号：
QTZ40，塔吊起升高度H：
45.00m，
塔身宽度B：
1.5m，基础埋深d：
1.70m，
自重G：
325kN，基础承台厚度hc：
1.20m，
最大起重荷载Q：
40kN，基础承台宽度Bc：
5.00m，
混凝土强度等级：
C35，钢筋级别：
HRB335，
基础底面配筋直径：
18mm
额定起重力矩Me：
400kN·m，基础所受的水平力P：
62kN，
标准节长度b：
2.2m，
主弦杆材料：
角钢/方钢,宽度/直径c：
130mm，
所处城市：
辽宁大连市，基本风压ω0：
0.65kN/m2，
地面粗糙度类别：
A类近海或湖岸区，风荷载高度变化系数μz：
2.03。
地基承载力特征值fak：
200kPa，
基础宽度修正系数ηb：
0，基础埋深修正系数ηd：
2，
基础底面以下土重度γ：
20kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：
20kN/m3。
（二）、塔吊对承台中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重：
G=325kN；
塔吊最大起重荷载：
Q=40kN；
作用于塔吊的竖向力：
Fk＝G＋Q＝325＋40＝365kN；
2、塔吊风荷载计算
地处辽宁大连市，基本风压为ω0=0.65kN/m2；
查表得：
风荷载高度变化系数μz=2.03；
挡风系数计算：
φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.5+2×2.2+（4×1.52+2.22）0.5）×0.13]/（1.5×2.2）=0.497；
因为是角钢/方钢，体型系数μs=1.909；
高度z处的风振系数取：
βz=1.0；
所以风荷载设计值为：
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.909×2.03×0.65=1.763kN/m2；
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.763×0.497×1.5×45×45×0.5=1330.745kN·m；
Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝400＋1330.745＋62×1.2＝1805.15kN·m；
（三）、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算：
e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3
式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
Mk──作用在基础上的弯矩；
Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×5×5×1.2=750kN；
Bc──为基础的底面宽度；
计算得：
e=1805.15/（365+750）=1.619m<5/3=1.667m；
基础抗倾覆稳定性满足要求！
（四）、地基承载力验算
计算简图:
基础底面边缘的最大压力值计算：
当偏心距e>b/6时，e=1.619m>5/6=0.833m
Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）
式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力；
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），下式计算：
a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝5/20.5-1805.15/（365+750）=1.917m。
Bc──基础底面的宽度，取Bc=5m；
不考虑附着基础设计值：
Pkmax=2×（365+750）/（3×1.917×5）=77.569kPa；
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB计算公式如下:
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
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200.000kN/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5.000m；
γm--基础底面以下土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
d--基础埋置深度（m）取1.400m；
解得地基承载力设计值：
fa=236.000kPa；
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=236.000kPa；
地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=44.600kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=77.569kPa，满足要求！
（五）、基础受冲切承载力验算
验算公式如下:
F1≤0.7βhpftamho
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；取βhp=0.97；
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.57MPa；
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.15m；
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；
am=[1.50+（1.50+2×1.15）]/2=2.65m；
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）；取at＝1.5m；
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；ab=1.50+2×1.15=3.80；
Pj--扣除基础自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；取Pj=93.08kPa；
Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5.00×（5.00-3.80）/2=3.00m2
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。
Fl=PjAl；
Fl=93.08×3.00=279.25kN。
允许冲切力：
0.7×0.97×1.57×2650.00×实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
（六）、承台配筋计算
1.抗弯计算
算公式如下:
MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12
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；取a1=（Bc-B）/2＝（5.00-1.50）/2=1.75m；
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93.08kN/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＝Pmax×（3×0.881-al）/3×0.881＝93.08×（3×0.88-1.75）/（3×0.88）=31.453kPa；
G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×5.00×5.00×1.20=1012.50kN/m2；
l--基础宽度，取l=5.00m；
a--合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离，取a=0.88m；
a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.50m。
经过计算得MI=1.752×[（2×5.00+1.50）×（93.08+31.45-2×1012.50/5.002）+（93.08-31.45）×5.00]/12=206.42kN·m。
2.配筋面积计算
αs=M/（α1fcbh02）
ζ=1-（1-2αs）1/2
γs=1-ζ/2
As=M/（γsh0fy）
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=1.15m。
经过计算得：
αs=206.42×106/（1.00×16.70×5.00×103×（1.15×103）2）=0.002；
ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；
γs=1-0.002/2=0.999；
As=206.42×106/（0.999×1.15×103×300.00）=598.87mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
5000.00×1200.00×0.15%=9000.00mm2。
故取As=9000.00mm2。
八塔吊附墙计算
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：
《塔式起
（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：
ωk=ω0×μz×μs×βz=0.650×0.130×2.020×0.700=0.119kN/m2；
其中ω0──基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：
ω0=0.650kN/m2；
μz──风压高度变化系数，按照《建筑
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