塔吊基础方案地下室顶板.docx
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塔吊基础方案地下室顶板
盘插钢管落地支撑塔吊基础支撑架计算报审表
工程名称
******
审核部位
盘插钢管落地支撑架
计算参数
立杆纵距0.6m立杆横距0.6m，立杆步距1.2m，支撑架搭设高度为5.1m，平台底钢管间距离为200mm，水平杆与立杆连接采盘插扣件。
塔吊使用最大最大荷载23kN/m2。
设计示意图
搭设材料
平台支架采用φ48×3.2盘插钢管搭设。
序号
审核要点
计算过程
结论
1
纵向支撑钢管计算
纵向钢管的计算应力
σ=48.424N/mm2<[f]=205N/mm2
符合要求
纵向钢管的最大挠度为
V=0.202mm<[V]=600/150且<10mm
符合要求
2
横向支撑钢管计算
横向钢管的计算应力
σ=140.119N/mm2<[f]=205N/mm2
符合要求
支撑钢管的最大挠度为
V=0.728mm<[V]=600/150且<10mm
符合要求
3
立杆的稳定性验算（必须同时满足规中的三个公式计算应力的要求）
钢管立杆稳定性验算公式一
σ=87.153N/mm2<抗压强度设计值[f]=205N/mm2
符合要求
钢管立杆稳定性验算公式二
σ=38.979N/mm2<抗压强度设计值[f]=205N/mm2
符合要求
钢管立杆稳定性验算公式三
σ=47.61N/mm2<抗压强度设计值[f]=205N/mm2
符合要求
4
立杆的地基承载力计算
地基承载力fg=150Kpa
脚手架立杆对地基的压力
P=47.22kpa≤fg=150kpa
符合要求
结论
符合要求
设计单位意见
审核人
总监理
工程师
编制人
审核时间
注：
此表数据来源于计算书，详细计算过程请查阅计算书。
******·国际家居城市广场
塔吊基础
盘插钢管落地支撑架
专项方案
************建设有限公司
2014年5月
一、工程概况及说明
本工程为****实业有限公司投资开发的商业综合楼，地处****，****交汇处，总建筑面积为****平方米；地下室为**，地上部分***层，建筑总高度最高为****米；本工程相对标高±0.000相当于绝对标高477.460m。
根据施工组织计划和现场施工实际情况需要，在10/D-L轴地下室顶板上（-1.05m）安装一台塔式起重机，（具体安装位置及尺寸见附图）其型号为QTZ5010，安装高度约为30米，塔式起重机基础采用砼预制拼装多用塔机基础。
塔式起重机租赁公司为******万邦机械租赁有限公司，塔式起重机安装单位为******租赁有限公司，塔机基础生产、安装单位为******鑫塔塔机基础设备有限公司******分公司。
塔式起重机基础落在地下室顶板上的10/D-L轴框架柱位置。
二、塔式起重机基础计算
㈠、参数计算
塔机基础承受的自重F1的近似计算：
（参数参照相同塔机使用说明书）
塔机自身重量=[底座节+标准节+起重臂+配重块+起升机构+平衡臂+其他构件重量]
以上总重量=31920kg
人员、照明灯具、安全设施等:
200kg
则F1=31920+200=32120kg=32120×9.8÷1000=314.776kN
最大起重荷载F2=4000Kg×9.8÷1000=39.2kN
砼预制拼装多用塔机基础尺寸为：
7.0×7.0=49m2
塔机基础自重为F3=58000Kg×9.8÷1000=568.4kN
㈡、塔吊基础地下室顶板板面的竖向力计算
1.塔吊自重（包括压重）F1=314.776KN
2.塔吊最大起重荷载F2=39.2kN
3.预制塔机基础自重F3=568.4KN
由以上计算可得，作用于地下室顶板板面的竖向力F=1.2×（F1+F2+F3）=1106.85kN
地下室顶板板面所承受的荷载标准值为:
22.5888kN/m2
本工程地下室顶板设计承载力为：
≤20kN/m2，故需对塔机基础部位的地下室顶板进行加固，详见附图示。
本次计算仅计算板面竖向承载力，不考虑弯矩影响，砼预制拼装多用塔机基础已计算并对此有严格的要求。
三、塔式起重机部位楼板计算及支撑
1、塔机对地下室顶板的总压力F=1106.85kN
地下室顶板的最大承受力（加支撑前）
根据《结构设计总说明》和结施38/46说明，顶板覆土及其它恒荷载总重量≤20KN/m2而塔机基础的最大承力面积为A=7×7=49m2
所以地下室顶板对塔机的最大承受力为20KN/m2×49m2=980KN，不能满足要求。
3、支撑方案
根据一、二可知：
楼板必须支撑才能满足强度要求。
支撑方案：
a、支撑安装位置如图所示，采用盘扣式钢管脚手架体系，立杆间距0.6m，步距1.2m，支撑计算高度5.1m。
B、根据工地情况采用钢管Φ48×3.2及专用立杆钢板支座，支撑的制作简图如下。
C、支撑立管必须均顶紧楼面，上垫方木。
D、为加强支撑钢管的稳定性，利用-1层的10/D-L轴框架柱作为连接连墙件，并承担轴向受力，该位置能承受较大的弯矩和剪力，对梁板影响最小。
4、立杆基础承载力处理方案
根据《结构设计总说明》，-1层商场、-2层车库在该部位荷载值分别为3.5KN/m2、4.0KN/m2，而由顶板传下的荷载远远大于此荷载值，因此必须将此荷载传至基础即-3层筏板地面上，本工程基础持力层为中风化砂岩（地基承载力特征值≥800kPa），即能满足要求。
上下层支撑架钢管在同一条线上，保证承压力竖直传下至地基。
5、支撑完毕后，此部位地下室顶板的最大承受力：
根据支撑制作简图可知：
A=225A0=9.54×10-2m2
I=225I0=225×π/64×（0.0484-0.0424）=24.21×10-6m4
安全系数n=5
所以Fmax1=σ压×A==205×106N/m2×9.54×10-2m2
=19.557×106N=17035.5KN
Fmax2=π2EI/nl2==（3.142×210×109×24.21×10-6）/（5×1.22）
=6962110.05N=6962.11KN
所以支撑完毕后，地下室顶板该部位的最大承受力为6064.89kN，符合要求。
6、为更详细计算钢管支撑的承载力和稳定性，采用了品茗脚手架智能计算软件进行自动计算，因该体系受力原理与落地卸料平台相同，特采取卸料平台模式进行验算。
经计算，按照以上支撑方案各项要求均能满足。
7、钢管支撑架搭设规与脚手架搭设要求相同，剪刀撑只搭设外围四周。
四、附图
1、塔式起重机平面位置图
2、支撑架搭设平面图
3、塔式起重机位置钢管支撑图-1层
4、塔式起重机位置钢管支撑图-2层、-3层
5、计算书
************建设有限公司
******·国际家居城市广场项目部
2014年5月27日
附图1、塔式起重机平面位置图
附图2、支撑架搭设平面图
附图3、塔式起重机位置钢管支撑图负1层
附图4、塔式起重机位置钢管支撑图负2层、负3层
顶托
参数：
丝杆直径φ36，壁厚3.5，承载力≥100KN；
钢管顶托支撑大样图
计算书：
本次验算按照落地卸料平台计算模式进行。
钢管支撑架计算书
******工程；属于框架结构;地上6层;地下3层；建筑高度：
32.00m；标准层层高：
5.50m；总建筑面积：
160900.00平方米；总工期：
480天；施工单位：
************建设有限公司。
本工程由***有限公司投资建设，****建筑设计有限公司设计，***勘察设计有限公司地质勘察，****监理有限公司监理，****有限公司组织施工；由***担任项目经理，**担任技术负责人。
扣件式钢管落地支撑架的计算依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》（JGJ130-2011）、《建筑地基基础设计规》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规》（GB50009-2012）、《钢结构设计规》（GB50017-2014）、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010、《建筑施工手册》（第五版）中国建筑工业出版社等编制。
一、参数信息:
1.基本参数
立杆横向间距或排距la（m）:
0.60，立杆步距h（m）：
1.20；
立杆纵向间距lb（m）:
0.60，平台支架计算高度H（m）：
5.10；
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a（m）:
0.10，平台底钢管间距离（mm）：
200.00；
钢管类型（mm）:
Φ48×3.2，扣件连接方式：
单扣件，取扣件抗滑承载力系数:
0.80；
2.荷载参数
脚手板自重（kN/m2）:
0.300；
栏杆自重（kN/m）:
0.150；
材料堆放最大荷载（kN/m2）:
23.000；
施工均布荷载（kN/m2）:
4.000；
3.地基参数
地基土类型:
岩石；地基承载力标准值（kpa）:
150.00；
立杆基础底面面积（m2）:
0.25；地基承载力调整系数:
1.00。
二、纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为
截面抵抗矩W=4.73cm3；
截面惯性矩I=11.36cm4；
纵向钢管计算简图
1.荷载的计算：
（1）脚手板与栏杆自重（kN/m）：
q11=0.15+0.3×0.2=0.21kN/m；
（2）堆放材料的自重线荷载（kN/m）：
q12=20×0.2=4kN/m；
（3）活荷载为施工荷载标准值（kN/m）：
p1=4×0.2=0.8kN/m
2.强度验算:
依照《规》5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和；
最大弯矩计算公式如下:
最大支座力计算公式如下:
均布恒载：
q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.21+1.2×4=5.052kN/m；
均布活载：
q2=1.4×0.8=1.12kN/m；
最大弯距Mmax=0.1×5.052×0.62+0.117×1.12×0.62=0.229kN.m；
最大支座力N=1.1×5.052×0.6+1.2×1.12×0.6=4.141kN；
最大应力σ=Mmax/W=0.229×106/（4730）=48.424N/mm2；
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；
纵向钢管的计算应力48.424N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205N/mm2，满足要求！
3.挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度；
计算公式如下:
均布恒载:
q=q11+q12=4.21kN/m；
均布活载：
p=0.8kN/m；
V=（0.677×4.21+0.990×0.8）×6004/（100×2.06×105×113600）=0.202mm；
纵向钢管的最大挠度为0.202mm小于纵向钢管的最大容许挠度600/150与10mm，满足要求！
三、横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P=4.141kN；
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图（kN.m）
支撑钢管计算变形图（mm）
支撑钢管计算剪力图（kN）
最大弯矩Mmax=0.663kN.m；
最大变形Vmax=0.728mm；
最大支座力Qmax=13.527kN；
最大应力σ=140.119N/mm2；
横向钢管的计算应力140.119N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！
支撑钢管的最大挠度为0.728mm小于支撑钢管的最大容许挠度600/150与10mm，满足要求！
四、模板支架立杆荷载标准值（轴力）计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下容：
（1）脚手架的自重（kN）：
NG1=0.149×5.1=0.759kN；
（2）栏杆的自重（kN）：
NG2=0.15×0.6=0.09kN；
（3）脚手板自重（kN）：
NG3=0.3×0.6×0.6=0.108kN；
（4）堆放荷载（kN）：
NG4=20×0.6×0.6=7.2kN；
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.157kN；
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到，活荷载标准值NQ=4×0.6×0.6=1.44kN；
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×8.157+1.4×1.44=11.805kN；
五、立杆的稳定性验算:
立杆的稳定性计算公式:
其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：
N=11.805kN；
φ-------轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到；
i----计算立杆的截面回转半径（cm）：
i=1.59cm；
A----立杆净截面面积（cm2）：
A=4.5cm2；
W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：
W=4.73cm3；
σ-------钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；
[f]----钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205N/mm2；
L0----计算长度（m）；
如果完全参照《扣件式规》，由公式
（1）或
（2）计算
l0=k1μh
（1）
l0=h+2a
（2）
k1----计算长度附加系数，取值为1.185；
μ----计算长度系数，参照《扣件式规》表5.3.3；μ=1.7；
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；
公式
（1）的计算结果：
立杆计算长度L0=k1μh=1.185×1.7×1.2=2.417m；
L0/i=2417.4/15.9=152；
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.301；
钢管立杆受压应力计算值；σ=11804.868/（0.301×450）=87.153N/mm2；
钢管立杆稳定性验算σ=87.153N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
公式
（2）的计算结果：
L0/i=1400/15.9=88；
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.673；
钢管立杆受压应力计算值；σ=11804.868/（0.673×450）=38.979N/mm2；
钢管立杆稳定性验算σ=38.979N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式（3）计算
l0=k1k2（h+2a）（3）
k2--计算长度附加系数，按照表2取值1.007；
公式（3）的计算结果：
L0/i=1670.613/15.9=105；
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.551；
钢管立杆受压应力计算值；σ=11804.868/（0.551×450）=47.61N/mm2；
钢管立杆稳定性验算σ=47.61N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则容易存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
六、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=150kpa；
其中，地基承载力标准值：
fgk=150kpa；
脚手架地基承载力调整系数：
kc=1；
立杆基础底面的平均压力：
p=N/A=47.22kpa；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：
N=11.8kN；
基础底面面积：
A=0.25m2。
p=47.22≤fg=150kpa。
地基承载力满足要求！
七、结论和建议:
符合要求。
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