皖新文化创新广场办公#楼塔吊附墙方案.docx
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皖新文化创新广场办公#楼塔吊附墙方案
合肥皖新文化创新广场工程塔机
附
墙
施
工
方
案
安拆单位：
合肥市润起达建筑机械租赁有限公司
日期：
2017-2-10
皖新文化创新广场办公1#楼工程
塔吊附墙专项施工方案
合肥市润起达建筑机械租赁有限公司
皖新文化创新广场工程项目部
二〇一七年二月
1
1编制说明及依据
编制说明
本施工方案旨在皖新文化创新广场办公1#楼工程项目塔吊附墙施工提供较完整的技术指导文件，便于在施工过程中对塔吊附墙安装、使用等环节控制。
编制依据
1、本工程施工蓝图；
2、审批通过的《施工组织设计》；
3、《混凝土结构设计规范》（GB50010－2015）；
4、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33－2012）；
5、《塔式起重机安全技术规程》（GB5144－2006）；
6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ187/T－2010）；
7、《建筑施工塔式起重机安装使用拆卸安全技术规程》（JGJ196－2010）；
8、《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46－2005）；
9、《钢结构设计规范》（GB50017－2003）；
10、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011）；
11、审批通过的《塔吊选型及布设方案》、《塔吊基础施工方案》、《塔吊安装施工方案》；
12、中联重科TC6520-10塔式起重机使用说明书。
2工程概况
工程总体概况
工程名称
合肥皖新文化创新广场办公1#楼
建设单位
合肥华仑文化产业投资有限公司
设计单位
同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司
勘查单位
安徽工程勘察院
监理单位
上海三维工程建设咨询有限公司
施工单位
中建三局集团有限公司
合肥皖新文化创新广场办公1#楼工程位于合肥市滨湖新区庐州大道与杭州路交口。
本工程总建筑面积约万m2，地上约万m2，地下约万m2。
地上部分为一栋的（建筑高度）写字楼，地上42层，主要功能为商业及办公；地下两层，主要功能为停车及设备用房等。
本工程基础形式为钻孔灌注桩+筏板，地下室为钢筋混凝土框架结构，主体结构为钢筋混凝土框架+核心筒，结构使用年限为50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度七级。
工程建筑概况明细表
单项工程
层数
层高（m）
总高度（净高）
建筑面积（m2）
地下室
2层
塔楼
42F标准层+构架层
3塔机工程概况
塔吊选型及平面布置情况
根据本工程的总体规划、结构特点和现场总平面布置对塔吊进行选型及布置。
为减小塔吊覆盖盲区，充分提高塔吊使用效率，采用1台55m臂长的TC6520塔吊。
塔吊选型及布置参数表
编号
型号
臂长（m）
服务区域
塔基顶标高
附着楼栋楼高（m）
立塔高度（m）
附着楼栋
1#
TC6520
55
塔楼及地库
塔楼
塔机性能参数
幅度（m）
～
吊重（t）
2倍率
5
4倍率
幅度（m）
吊重（t）
2倍率
4倍率
塔吊平面布置图
施工现场塔吊平面布置图
4塔吊附墙施工
塔吊附墙数量及高度
现场塔机附墙数量及每次附墙高度见下表（若现场实际进度未按计划进行，需根据现场实际进度情况增加临时附墙，具备安装附墙条件并在附墙安装完成后方可将临时附墙拆除）。
塔吊附墙安装情况一览表
附墙道数
附墙位置
预计施工位置
附墙间距（m）
塔吊高度m
塔吊自由高度m
下次附墙前塔身
到施工层距离m
备注
楼层
标高m
高度m
楼层
标高m
高度m
第一道附墙
5F
6F
/
第一道
附墙下
塔吊高
度为
第二道附墙
10F
12F
18
第三道附墙
15F
16F
第四道附墙
19F
20F
第五道附墙
23F
24F
第六道附墙
27F
28F
第七道附墙
31F
127
32F
第八道附墙
35F
36F
145
第九道附墙
39F
40F
注：
1、上述“高度”表示到塔吊基础顶部高度，“标高”为相对本工程±0标高。
2、根据TC6520-10塔吊说明书要求：
（1）本塔机最大自由高度为52m；
（2）第一道附着架以下塔身高度h1：
28m≤h1≤37m，第一道附着架以上塔身悬高h0：
h0≤39m；（3）第二道及第二道以上附着要求，附着架以上标准节的高度：
工作高度≤100m时，h0≤39m；工作高度>100m时，在原基础上减少一个标准节高度。
塔吊附墙位置
附墙布置平面图
塔吊附着于主楼框架柱上，具体定位详见下图。
附墙布置立面图
塔吊立面附墙九道，具体附墙立面情况见下图。
塔吊附墙布置立面图
塔吊附墙施工
塔吊附墙杆选型
塔吊附墙撑杆采用槽钢格构型式，撑杆截面为220×220mm，格构杆主肢采用22a号槽钢、缀板采用200x25x5钢板焊接，由塔吊厂家根据现场实际尺寸制作。
槽钢截面特性
附墙件截面做法示意
塔吊附墙杆制作要求
（1）杆件所有焊缝：
焊缝高度满足受力计算书设计高度、焊缝均匀饱满密实，无裂纹和气孔及夹渣；
（2）杆件无因加工时受热而产生的弯曲变形；
（3）如杆件需要加长，可采用焊接加长、法兰连接加长、销轴连接加长；采用焊接加长则需按照钢结构施工规范进行加长（尤其注意接口不能在同一断面）；杆件用材在长度范围内必须一致（伸缩式杆件内外可不一致，但相对伸缩的单根必须一致）。
（4）杆件连接耳板及附墙连接件上的销孔必须是机制孔，禁止用气焊割圆。
（5）采用调节丝杆的杆件，丝杆仅能安装在杆件两端，不得安装在其它位置，且必须保证两端丝杆与中间主材杆件的同轴度；确保丝杆的长度充足，调至最大安装长度时，保证螺纹连接的有效长度。
（6）伸缩式杆件必须保证内外杆件的同轴度；
（7）所有制作杆件的单件用料必须完好无损，如有裂纹、缺口、变形等严禁使用。
附墙杆安装
附墙层结构施工完成并达到强度值后（按照结构混凝土强度等级C30，12天龄期记，达到强度75%）。
先检查预埋连接构件位置无误，清理残留混凝土，核对塔吊附墙点位置，开始安装附墙。
垫板-20×350×580，耳板-20×300×580（吊耳板圆周外半径120mm），每个耳板采用机械成孔2×A50。
8个D28地脚螺栓连接。
塔吊附墙耳板安装示意图
其他注意事项
1、附墙杆件位置应严格按照方案要求布置，防止与提升架机位碰撞；布料机吊装钢丝绳应相应减少长度。
2、提升架施工时提前在塔吊附墙位置预留可拆卸杆件，便于附墙。
3、现场施工应预留塔吊附墙层同条件养护试块，以备检验。
4、塔吊附墙施工时间应尽量安排在楼层混凝土浇筑时，以免影响主体施工。
5塔吊附墙验算
本施工方案经审批通过后第一时间发送到塔吊厂家，塔吊厂家根据附墙高度、附墙杆长度进行详细设计，在满足本验算的基础上进行深化设计及施工。
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《钢结构设计规范》GB50017-2003
塔机附着杆参数
塔机型号
TC6520
塔身桁架结构类型
方钢管
塔机计算高度H（m）
塔身宽度B（m）
2
起重臂长度l1（m）
平衡臂长度l2（m）
起重臂与平衡臂截面计算高度h（m）
工作状态时回转惯性力产生的扭矩标准值Tk1（kN·m）
400
工作状态倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
非工作状态倾覆力矩标准值Mk'（kN*m）
注：
上述荷载取值按照塔吊说明书最大自由高度时荷载取值，属较保守荷载取值。
附着杆数
四杆附着
附墙杆类型
Ⅰ类
附墙杆截面类型
格构柱
塔身锚固环边长C（m）
风荷载及附着参数
附着次数N
9
附着点1到塔机的横向距离a1（m）
点1到塔机的竖向距离b1（m）
附着点2到塔机的横向距离a2（m）
点2到塔机的竖向距离b2（m）
附着点3到塔机的横向距离a3（m）
点3到塔机的竖向距离b3（m）
附着点4到塔机的横向距离a4（m）
点4到塔机的竖向距离b4（m）
工作状态基本风压ω0（kN/m2）
非工作状态基本风压ω0'（kN/m2）
塔身前后片桁架的平均充实率α0
第N次附着
附着点高度h1（m）
附着点净高h01（m）
风压等效高度变化系数μz
工作状态风荷载体型系数μs
非工作状态风荷载体型系数μs'
工作状态风振系数βz
非工作状态风振系数βz'
工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk
非工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk'
第1次附着
第2次附着
18
第3次附着
第4次附着
第5次附着
第6次附着
第7次附着
127
第8次附着
第9次附着
悬臂端
附图如下:
工作状态下附墙杆内力计算
1、在平衡臂、起重臂高度处的风荷载标准值qk
qk=βzμzμsω0α0h=××××××=m
2、扭矩组合标准值Tk
由风荷载产生的扭矩标准值Tk2
Tk2=1/2qkl12-1/2qkl22=1/2××2××=·m
集中扭矩标准值（考虑两项可变荷载控制的组合系数取）
Tk=（Tk1+Tk2）=×（400+=·m
3、附着支座反力计算
计算简图
剪力图
得：
RE=
在工作状态下，塔机起重臂位置的不确定性以及风向的随机性，在计算支座10处锚固环截面内力时需考虑塔身承受双向的风荷载和倾覆力矩及扭矩。
4、附墙杆内力计算
支座10处锚固环的截面扭矩Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座10处的附墙杆承担）,水平内力Nw==。
计算简图：
α1=arctan（b1/a1）=°
α2=arctan（b2/a2）=°
α3=arctan（b3/a3）=°
α4=arctan（b4/a4）=°
β1=arctan（（b1-c/2）/（a1+c/2））=°
β2=arctan（（b2+c/2）/（a2+c/2））=°
β3=arctan（（b3+c/2）/（a3+c/2））=°
β4=arctan（（b4-c/2）/（a4+c/2））=°
四杆附着属于一次超静定结构，用力法计算，切断T4杆并代以相应多余未知力X1=1。
δ11×X1+Δ1p=0
X1=1时，各杆件轴力计算：
T11×sin（α1-β1）×（b1-c/2）/sinβ1+T21×sin（α2-β2）×（b2+c/2）/sinβ2-T31×sin（α3-β3）×（b3+c/2）/sinβ3-1×sin（α4-β4）×（b4-c/2）/sinβ4=0
T11×cosα1×c-T31×sinα3×c-1×cosα4×c-1×sinα4×c=0
T21×cosα2×c+T31×sinα3×c-T31×cosα3×c+1×sinα4×c=0
当Nw、Tk同时存在时，θ由0～360°循环，各杆件轴力计算：
T1p×sin（α1-β1）×（b1-c/2）/sinβ1+T2p×sin（α2-β2）×（b2+c/2）/sinβ2-T3p×sin（α3-β3）×（b3+c/2）/sinβ3+Tk=0
T1p×cosα1×c-T3p×sinα3×c+Nw×sinθ×c/2-Nw×cosθ×c/2+Tk=0
T2p×cosα2×c+T3p×sinα3×c-T3p×cosα3×c-Nw×sinθ×c/2-Nw×cosθ×c/2-Tk=0
δ11=Σ（T12L/（EA））=T112（a1/cosα1）/（EA）+T212（a2/cosα2）/（EA）+T312（a3/cosα3）/（EA）+12（a4/cosα4）/（EA）
Δ1p=Σ（T1×TpL/（EA））=T11×T1p（a1/cosα1）/（EA）+T21×T2p（a2/cosα2）/（EA）+T31×T3p（a3/cosα3）/（EA）
X1=-Δ1p/δ11
各杆轴力计算公式如下：
T1=T11×X1+T1p，T2=T21×X1+T2p，T3=T31×X1+T3p，T4=X1
（1）θ由0～360°循环，当Tk按图上方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=0kN，T2=，T3=，T4=
最大轴压力T1=，T2=，T3=，T4=0kN
（2）θ由0～360°循环，当Tk按图上反方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=，T2=，T3=，T4=0kN
最大轴压力T1=0kN，T2=，T3=，T4=
非工作状态下附墙杆内力计算
此工况下塔机回转机构的制动器完全松开，起重臂能随风转动，故不计风荷载产生的扭转力矩。
1、附着支座反力计算
计算简图
剪力图
得：
RE=
2、附墙杆内力计算
支座10处锚固环的水平内力Nw=RE=。
根据工作状态方程组Tk=0，θ由0～360°循环，求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=，T2=，T3=，T4=
最大轴压力T1=，T2=，T3=，T4=
附墙杆强度验算
格构柱参数
格构柱截面类型
双肢
格构柱缀件形式
缀板
缀件间净距l01（mm）
500
格构柱截面边长a（mm）
220
格构柱分肢参数
格构柱分肢材料
22a号槽钢
分肢材料截面积A0（cm2）
分肢对最小刚度轴的回转半径iy0（cm）
分肢平行于对称轴惯性矩I0（cm4）
分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0（cm）
分肢材料强度设计值fy（N/mm2）
235
分肢材料抗拉、压强度设计值f（N/mm2）
210
格构柱缀件参数
格构柱缀板材料
200×25×5
格构柱缀板截面积A1x'（mm2）
125
附图如下:
1、杆件轴心受拉强度验算
A=2A0=2××100=6368mm2
σ=N/A=744558/6368=mm2≤[f]=210N/mm2
满足要求！
2、格构式钢柱换算长细比验算
杆件1的计算长度：
L0=（a12+b12）=
整个格构柱截面对X轴惯性矩：
Ix=2[I0+A0（a/2-Z0）2]=2×[+×（22/2]=
整个构件长细比：
λx=L0/（Ix/（2A0））=（2×）=
分肢长细比：
λ1=l01/iy0=50/=
分肢毛截面积之和：
A=2A0=2××100=6368mm2
格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：
λ0max=（λx2+λ12）=+=
附墙杆1长细比：
λ01max=≤[λ]=100，查规范表得：
φ1=
满足要求！
附墙杆2长细比：
λ02max=≤[λ]=100，查规范表得：
φ2=
满足要求！
附墙杆3长细比：
λ03max=≤[λ]=100，查规范表得：
φ3=
满足要求！
附墙杆4长细比：
λ04max=≤[λ]=100，查规范表得：
φ4=
满足要求！
附墙杆1轴心受压稳定系数：
σ1＝N1/（φ1A）=451326/×6368）=mm2≤[f]=210N/mm2
满足要求！
附墙杆2轴心受压稳定系数：
σ2＝N2/（φ2A）=624024/×6368）=mm2≤[f]=210N/mm2
满足要求！
附墙杆3轴心受压稳定系数：
σ3＝N3/（φ3A）=744560/×6368）=mm2≤[f]=210N/mm2
满足要求！
附墙杆4轴心受压稳定系数：
σ4＝N4/（φ4A）=538220/×6368）=mm2≤[f]=210N/mm2
满足要求！
3、格构式钢柱分肢的长细比验算
附墙杆1钢柱分肢的长细比：
λ1=≤minλ01max,40）=min×,40）=40
满足要求！
附墙杆2钢柱分肢的长细比：
λ2=≤minλ02max,40）=min×,40）=
满足要求！
附墙杆3钢柱分肢的长细比：
λ3=≤minλ03max,40）=min×,40）=40
满足要求！
附墙杆3钢柱分肢的长细比：
λ4=≤minλ04max,40）=min×,40）=40
满足要求！
附着杆与结构连接节点验算
附着杆与预埋构件连接方式
铰接
连接钢板厚度dt（mm）
20
连接钢板强度等级
Q235
建筑物混凝土强度等级
C25
连接板固定方式
锚固螺栓
连接板耳板排数
2
各附着点螺栓个数n
8
锚固螺栓类型
地脚螺栓
连接钢板承压强度设计值fcb（N/mm2）
205
地脚螺栓直径d（mm）
28
地脚螺栓有效直径de（mm）
26
螺栓抗剪强度设计值fvb（N/mm2）
140
螺栓抗拉强度设计值ftb（N/mm2）
170
地脚螺栓受剪面数目nv
1
注：
将预埋结构（地脚螺栓、耳板等）与建筑实体结构视为一个受力整体，附着杆件与耳板连接为铰接。
1、地脚螺栓承载力计算
假设每个螺栓承受附着杆传来的拉力和剪力均相等，各附着点所受荷载如下：
F1=N1sinα1=×°=,V1=N1cosα1=×°=;
F2=N2sinα2=×°=,V2=N2cosα2=×°=;
F3=N3sinα3=×°=,V3=N3cosα3=×°=;
F4=N4sinα4=×°=,V4=N4cosα4=×°=;
单个螺栓抗剪承载力设计值Nvb=nvπd2fvb/4=1××282×320×10-3/4=
单个螺栓抗拉承载力设计值Ntb=nvπde2ftb/4=1××262×400×10-3/4=
单个螺栓抗压承载力设计值Ncb=d×dt×fcb=28×20×205×10-3=
附着杆1：
NV=V1/n=8=
Nt=F1/n=8=
[（NV/Nvb）2+（Nt/Ntb）2]=[2+2]=≤1
NV=≤Ncb=
承压承载力满足要求。
附着杆2：
NV=V2/n=8=
Nt=F2/n=8=
[（NV/Nvb）2+（Nt/Ntb）2]=[2+2]=≤1
NV=≤Ncb=
承压承载力满足要求。
附着杆3：
NV=V3/n=8=
Nt=F3/n=8=
[（NV/Nvb）2+（Nt/Ntb）2]=[2+2]=≤1
NV=≤Ncb=
承压承载力满足要求。
附着杆4：
NV=V4/n=8=
Nt=F4/n=8=
[（NV/Nvb）2+（Nt/Ntb）2]=[2+2]=≤1
NV=≤Ncb=
承压承载力满足要求。
2、吊耳板计算
吊耳板厚S（mm）
20
吊耳板宽LDP（mm）
580
吊耳板高L（mm）
300
吊耳板圆周外半径R（mm）
120
吊孔直径D（mm）
50
吊耳板许用拉应力[σ]（N/mm2）
205
吊耳板许用剪应力[τ]（N/mm2）
125
连接板耳板排数
2
NS=max{N1,N2,N3,N4}/2=
吊耳板吊索方向的最大拉应力：
σL=NS/（S（2R-D））=×103/（20×（2×120-50））=mm2≤[σ]=205N/mm2
符合要求！
吊耳板吊索方向的最大剪应力：
τL=NS/（S（2R-D））=×103/（20×（2×120-50））=mm2≤[τ]=125N/mm2
附图如下：
注：
此图仅作示意，具体耳板加工以节加工图为准。
3、附墙杆件加长焊缝强度验算
强度计算附着杆采用焊接方式加长，焊缝在对接和T形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝强度，可按下式计算：
σ=N/lwt≤ftw或fcw
式中σ──对接焊缝正应力计算强度；
N──构件轴心拉力或轴心压力，取N＝kN（杆件最大轴力）；
lw──对接焊缝或角焊缝的计算长度，取lw=748mm；
t──在对接接头中为连接件的最小厚度；在T形接头中为腹板的厚度,取t=7mm（保守取值）；
ftw,fcw──对接焊缝的抗拉或抗压强度设计值，取185N/mm2；
正应力σ=×103/（748×7）=N/mm2；
正应力σ=N/mm2≤焊缝的强度设计值185N/mm2，满足条件！
4、垫板与耳板焊缝计算
塔吊工作时附墙杆施加给建筑物结构的荷载值见下表：
名称
F1（KN）
V1（KN）
F2（KN）
V2（KN）
F3（KN）
V3（KN）
F4（KN）
V4（KN）
荷载
由于3、4节点处正应力与剪应力较大，故取F=F3+F4=，V=V3+V4=
（1）在通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用下的焊缝强度按下式计算：
σf=N/helw≤βfffw
式中
N──构件轴心拉力或轴心压力，取N＝；
lw──对接焊缝或角焊缝的计算长度，取lw=2320mm；
σf──按焊缝有效截面（helw）计算，垂直于焊缝长度方向的应力；
he──角焊缝的有效厚度，对直角角焊缝he==mm；
hf──较小焊脚尺寸,取hf=6mm；
βf──正面角焊缝的强度设计值增大系数，取；
ffw──角焊缝的强度设计值。
取ffw=160N/mm2；
正应力σf=×103/×2320）=N/mm2≤×160=160N/mm2，满足要求！
（2）在通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用下的焊缝强度按下式计算：
τf=N/helw≤ffw
式中
N──构件轴心拉力或轴心压力，取N＝；
lw──对接焊缝或角焊缝的计算长度，取lw=2320mm；
he──角焊缝的有效厚度，对直角角焊缝he==mm；
hf──较小焊脚尺寸,取hf=6mm；
τf──按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；
ffw──角焊缝的强度设计值。
取ffw=160N/mm2；
剪应力τf=×103/×2320）=mm2≤160N/mm2，满足要求！
（3）综合应力=（（σf/βf）2+τf2）1/2=N/mm2≤ffw，满足要求。
为提高安全储备，要求此处焊缝尺寸hf不小于8mm。
6质量安全保证措施
质量保证措施
1、塔吊附墙件、附着板进场时应由动力部组织，质检部、安监部、技术部参与对进场构件进行验收，验收合格后方可用于现场施工。
对附墙件、附着板的规格尺寸、焊接质量应重点把控。
验收应有材料进场验收表，各部
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