塔吊附墙施工方案

2021-11-19 来源：乌哈旅游

兴平碧桂园·中央公园一期

塔吊附墙施工方案

编制人：审核人：审批人：

广东龙越建筑工程有限公司

2019年4月21日

兴平碧桂园•中央公园一期工程一标段塔吊附墙方案

一、工程概况............................................................................................................................ 3 二、编制依据............................................................................................................................ 4 三、住宅塔吊附墙布置............................................................................................................ 4 四、施工方法............................................................................................................................ 9 五、附着设计与施工的注意事项.......................................................................................... 11 六、塔吊的附着的安装.......................................................................................................... 11 七、安全保证措施.................................................................................................................. 11

附计算书

兴平碧桂园•中央公园一期工程一标段塔吊附墙方案

一、工程概况

兴平碧桂园中央公园一期一标段位于兴平市广电路西侧，兴业路东段南侧，交通较为便利。我司施工范围内包括1#楼（32F）、2#楼（32F）、7号楼（18F）、8#楼（10F）、地下车库组成。由广东博意建筑设计院有限公司规划设计、广东龙越建筑工程有限公司总承包施工，陕西中基建设监理咨询有限公司，机械工业勘察设计研究院有限公司勘察。总建筑面积12.79万m2。

本方案为高层塔吊附着施工方案，本工程塔吊平面布置图，见下图：

兴平碧桂园•中央公园一期工程一标段塔吊附墙方案

二、编制依据

1、兴平碧桂园中央公园一期一标段结构图 2、兴平碧桂园中央公园一期一标段建筑图 3、本工程塔吊基础施工方案 4、塔吊平面布置图

5、《建筑起重机械安全监督管理规定》（建设部166号令）； 6、《塔式起重机安全规程》（GB5144－2012）；

7、《建筑施工塔式机安装、使用、拆卸安全技术规程》（JGJ196-2010）； 8、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）； 9、《施工现场机械设备检查技术规程》（JGJ160-2008）； 10、《建设工程安全生产管理条例》(国务院令第393号) ； 11、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—2005 12、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80—2016 13、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)

三、住宅塔吊附墙布置

根据本工程结构特点、结合结施图、建施图与塔吊使用说明书中的规定，对本工程塔吊附墙作如下布置：

住宅部分塔吊附墙布置见下表：

序号 1#楼 2#楼 7#楼塔吊型号 QTZ80 5610 QTZ80 5610 QTZ80 5610

第一道第二道第三道第四道第五道第六道第七道第八道 5F 5F 6F 9F 9F 10F 13F 13F 14F 17F 17F 18F 21F 21F / 25F 25F / 29F 29F / 32F 32F / 4

兴平碧桂园•中央公园一期工程一标段塔吊附墙方案

（1）1#楼塔吊附墙平面布置

（2）2#楼塔吊附墙平面布置

兴平碧桂园•中央公园一期工程一标段塔吊附墙方案

（3）7#楼塔吊附墙平面布置

兴平碧桂园•中央公园一期工程一标段塔吊附墙方案

2、住宅塔吊附墙剖面图（1）1#住宅塔吊附墙剖面图：

兴平碧桂园•中央公园一期工程一标段塔吊附墙方案

（2）2#住宅塔吊附墙剖面图

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（3）7#住宅塔吊附墙剖面图

四、施工方法

1、根据现场实际情况制作附着拉杆，附着采用三拉杆的形式，1#、2#、7#塔吊附着拉杆采用圆管作为附着杆，具体长度根据现场。

三拉杆附墙如下图所示

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2、严格检查预埋件的位置是否正确、牢固。各楼号塔吊附墙预埋件预埋位置见附图。附着套架固定原则上应与预埋件高度一致，保持在同一水平面上。

3、在附着拉杆焊接前对塔机两个垂直方向进行测量，利用塔机附着拉杆调整好塔机的垂直度，在确保附着以下的塔机垂直度在2/1000以内。

4、将拉杆调节螺栓端部部位与拉杆用铁板用铁板或角铁实行焊接，保证拉杆调节螺栓位置不再变动。焊缝必须平整、饱满、密实，无夹渣、气孔、咬肉等缺陷。

5、塔吊附墙预埋钢板时，塔吊专业分包单位的技术人员必须到场指导施工，现场放样，确定预埋件的位置，砼浇筑时，也应派人到现场确定浇筑过程中预埋件位置有无跑动，及时校核调整，为下步安装附墙杆提供条件。

6、根据实际塔吊位置及附墙最优化考虑，塔吊附墙与结构在某些部位存在冲突，故塔吊附墙与结构挑板有冲突的地方，结构挑板都需后做。

7、附着安装

（1）在安装着装置的塔身横腹杆周围，用毛竹或脚手架钢管扎一个井子架，四周铺设好脚手板，在相同高度楼层的框架梁上设置安装好的栏杆绞点。

（2）利用塔机本身将两个附着架吊放在井子架四周，拼成一个框形框柱塔身，用拉杆附着架和梁的绞点连接起来。

（3）用经纬仪边测量塔身垂直度，边调整各拉杆的长短，使塔身附着后，最高点以下的塔身轴线垂直度为相应高度的2/1000。

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五、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。

六、塔吊的附着的安装

1、起重机附着的建筑物其锚固点的受力强度满足起重机的设计要求。附着杆高的布置方式、相互间距和附着距离等，应按出厂使用说明书规定执行。

2、装设附着框架和附着杆件，应采用经纬仪测量塔身垂直度，并应采用附着杆进行调整，在最高锚固点以下垂直度允许偏差为2/1000。

3、在附着框架和附着支座布设时，附着杆倾斜角度不得超过10度。

4、附着框架宜设置在塔身标准节连接处，箍紧塔身。塔架对角处在无斜撑时应加固。

5、塔身顶升节高到规定锚固间距时，应及时增设支建筑物的锚固装置。塔身高出锚固装置的自由端高度，应符合出厂说明书规定。

6、起重机作业过程中，应经常检查锚固装置，发现松动或异常情况时，应立即停止作业。故障未排除不得继续作业。

7、拆卸起重机时，应随着降落塔身的进程拆卸相应的锚固装置。严禁在落塔之前先拆锚固装置。

七、安全保证措施

1、塔吊附着前，安全部按照方案要求结合塔吊使用说明书向相关人员作好安全技术交底，并形成书面文件。

2、所有现场施工人员必须听从统一指挥，进入施工作业区域必须戴好安全帽，高空作业时必须系好安全带。

3、作业人员必须遵守高空作业规则，严禁酒后上岗，并专人负责监护。 4、遇有六级及以上大风时，严禁安装或拆卸锚固装置。

5、锚固装置的安装、拆卸、检查和调整，均应有专人负责，工作时应系安全带和戴安全帽，并应遵守高处作业有关安全操作的规定。

6、各处的销子连接处，必须使用开中销，严禁用铁丝来代替。

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1号楼塔机附着验算计算书

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、《钢结构设计标准》GB50017-2017

一、塔机附着杆参数

塔机型号 QTZ80(TC5610Fz-6塔身桁架结构类型 )-徐州建机塔机计算高度H(m) 起重臂长度l1(m) 起重臂与平衡臂截面计算高度h(m) 120 56 1.06 塔身宽度B(m) 平衡臂长度l2(m) 工作状态时回转惯性力产生的扭矩标准值Tk1(kN·m) 工作状态倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 386 非工作状态倾覆力矩标准值Mk'(kN*m2022(反向) ) 1.6 12.9 276.9 圆钢管

附着杆数附墙杆截面类型塔身锚固环边长C(m) 三杆附着钢管 1.8 附墙杆类型附墙杆钢管规格(mm) Ⅲ类 Φ180×16 二、风荷载及附着参数

附着次数N 附着点1到塔机的横向距离a1(m) 附着点2到塔机的横向距离a2(m) 附着点3到塔机的横向距离a3(m) 工作状态基本风压ω0(kN/m) 塔身前后片桁架的平均充实率α0 28 4 5.6 4 0.2 0.35 点1到塔机的竖向距离b1(m) 点2到塔机的竖向距离b2(m) 点3到塔机的竖向距离b3(m) 非工作状态基本风压ω0'(kN/m) 2 5.05 5.15 5.15 0.35

附着点高度附着点净高h1(m) h01(m) 风压等效高工作状态风非工作状态度变化系数荷载体型系风荷载体型μz 0.73 0.794 数μs 1.8 1.8 系数μs' 1.795 1.783 工作状态风非工作状态工作状态风非工作状态压等效均布风压等效均振系数βz 风振系数βz' 线荷载标准布线荷载标值qsk 1.824 1.788 1.839 1.833 0.258 0.275 准值qsk' 0.453 0.488 第N次附着第1次附着 20.15 第2次附着 31.75 20.15 11.6 12

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第3次附着 43.35 第4次附着 54.95 第5次附着 66.55 第6次附着 78.15 第7次附着 89.75 第8次附着 101.35 悬臂端 117.005 11.6 11.6 11.6 11.6 11.6 11.6 15.655 0.84 0.923 1.001 1.048 1.117 1.159 1.237 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.774 1.757 1.742 1.733 1.719 1.711 1.696 1.764 1.755 1.739 1.716 1.704 1.699 1.69 1.816 1.806 1.785 1.765 1.756 1.75 1.747 0.287 0.314 0.337 0.348 0.368 0.381 0.405 0.509 0.551 0.586 0.603 0.634 0.653 0.69 附图如下:

塔机附着立面图

三、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=0.8βzμzμsω0α0h=0.8×1.69×1.237×1.8×0.2×0.35×1.06=0.223kN/m

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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=1/2×0.223×562-1/2×0.223×12.92=331.109kN·m 集中扭矩标准值（考虑两项可变荷载控制的组合系数取0.9） Tk=0.9(Tk1+ Tk2)=0.9×(276.9+331.109)=547.208kN·m 3、附着支座反力计算

计算简图

剪力图

得：RE=55.397kN

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9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9处锚固环的截面扭矩Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座9处的附墙杆承担）,水平内

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力Nw=20.5RE=78.343kN。计算简图：

塔机附着示意图

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塔机附着平面图

α1=arctan(b1/a1)=51.618° α2=arctan(b2/a2)=42.603° α3=arctan(b3/a3)=52.164°

β1=arctan((b1+c/2)/(a1+c/2))=50.528° β2=arctan((b2+c/2)/(a2-c/2))=52.158° β3=arctan((b3+c/2)/(a3+c/2))=50.995° 各杆件轴力计算： ΣMO=0

T1×sin(α1-β1)×(b1+c/2)/sinβ1-T2×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T3×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3-Tk=0 ΣMg=0

T1×sinα1×c+T2×sinα2×c+Nw×cosθ×c/2+Nw×sinθ×c/2-Tk=0

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ΣMh=0

-T3×sinα3×c-Nw×sinθ×c/2+Nw×cosθ×c/2-Tk=0

（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：最大轴压力T1=142.702kN，T2=388.64kN，T3=0kN 最大轴拉力T1=15.106kN，T2=0kN，T3=454.938kN

（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：最大轴压力T1=15.106kN，T2=0kN，T3=454.938kN 最大轴拉力T1=142.702kN，T2=388.64kN，T3=0kN

四、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

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剪力图

得：RE=277.077kN 2、附墙杆内力计算

支座9处锚固环的水平内力Nw=RE=277.077kN。

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：最大轴压力T1=279.063kN，T2=46.964kN，T3=248.004kN 最大轴拉力T1=279.062kN，T2=46.964kN，T3=248.004kN

五、附墙杆强度验算

附墙杆钢管规格(mm) 附墙杆截面回转半径i(mm) 附墙杆允许长细比[λ] Φ180×16 58.258 150 附墙杆截面面积A(mm) 附墙杆强度设计值[f](N/mm) 228243.539 205 1、杆件轴心受拉强度验算

σ=N/A=454938/8243.539=55.187N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！

2、杆件轴心受压强度验算附墙杆1长细比：

λ1=L0/i=(a12+b12)0.5/i=(40002+50502)0.5/58.258=110.581≤[λ]=150，查规范表得：φ1=0.489 满足要求！附墙杆2长细比：

λ2=L0/i=(a22+b22)0.5/i=(56002+51502)0.5/58.258=130.592≤[λ]=150，查规范表得：φ2=0.385 满足要求！附墙杆3长细比：

λ3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(40002+51502)0.5/58.258=111.932≤[λ]=150，查规范表得：φ3=0.481 满足要求！

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附墙杆1轴心受压稳定系数：

N1/(φ1Af)=279062/(0.489×8243.539×205)=0.338≤1 满足要求！

附墙杆2轴心受压稳定验算：

N2/(φ2Af)=388640/(0.385×8243.539×205)=0.597≤1 满足要求！

附墙杆3轴心受压稳定验算：

N3/(φ3Af)=454938/(0.481×8243.539×205)=0.56≤1 满足要求！

六、附着杆与结构连接节点验算

附着杆与建筑物连接方式连接钢板强度等级连接板固定方式各附着点螺栓个数n 螺栓承压强度设计值fc(N/mm) 高强螺栓的有效直径高强螺栓抗剪强度设计值fv(N/mm) 高强螺栓受剪切面数nv b2b2铰接 Q345 锚固螺栓 6 590 26.72 250 1 连接钢板厚度dt(mm) 建筑物混凝土强度等级连接板耳板排数锚固螺栓类型高强螺栓的性能等级高强螺栓公称直径高强螺栓抗拉强度设计值ft(N/mm) b225 C30 2 承压型高强螺栓 10.9级 M30 400 1、高强螺栓承载力计算

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=279.062×sin51.618°=218.753kN,V1=N1cosα1=279.062×cos51.618°=173.27kN;

F2=N2sinα2=388.64×sin42.603°=263.076kN,V2=N2cosα2=388.64×cos42.603°=286.063kN;

F3=N3sinα3=454.938×sin52.164°=359.294kN,V3=N3cosα3=454.938×cos52.164°=279.063k

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单个高强螺栓抗剪承载力设计值Nvb=nvπd2efvb/4=1×3.142×26.722×250/(4×1000)=140.185kN

每个高强螺栓受拉承载力设计值Ntb=πd2eftb/4=3.142×26.722×400/(4×1000)=224.297kN 附着杆1：

NV= V1/n=173.27/6=28.878kN Nt= F1/n=218.753/6=36.459kN

承压承载力设计值Ncb=d×dt×fcb/1000=30×25×590/1000=442.5kN [(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=[(28.878/140.185)2+(36.459/224.297)2]0.5=0.262≤1 NV=28.878kN≤Ncb/1.2=442.5/1.2=368.75kN 承压承载力满足要求。附着杆2：

NV= V2/n=286.063/6=47.677kN Nt= F2/n=263.076/6=43.846kN

承压承载力设计值Ncb=d×dt×fcb/1000=30×25×590/1000=442.5kN [(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=[(47.677/140.185)2+(43.846/224.297)2]0.5=0.392≤1 NV=47.677kN≤Ncb/1.2=442.5/1.2=368.75kN 承压承载力满足要求。附着杆3：

NV= V3/n=279.063/6=46.511kN Nt= F3/n=359.294/6=59.882kN

承压承载力设计值Ncb=d×dt×fcb/1000=30×25×590/1000=442.5kN [(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=[(46.511/140.185)2+(59.882/224.297)2]0.5=0.426≤1 NV=46.511kN≤Ncb/1.2=442.5/1.2=368.75kN 承压承载力满足要求。 2、吊耳板计算

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吊耳板厚S(mm) 吊耳板高L(mm) 吊孔直径D(mm) 吊耳板许用剪应力[τ](N/mm) 225 300 50 125 吊耳板宽LDP(mm) 吊耳板圆周外半径R(mm) 吊耳板许用拉应力[σ](N/mm) 连接板耳板排数 2400 100 205 2

NS=max{N1,N2,N3}/2=227.469kN 吊耳板吊索方向的最大拉应力：

σL= NS/(S(2R-D))= 227.469×103/(25×(2×100-50))=60.658N/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))= 227.469×103/(25×(2×100-50))=60.658N/mm2≤[τ]=125N/mm2 符合要求！附图如下：

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塔机附着节点详图

2号楼塔机附着验算计算书

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、《钢结构设计标准》GB50017-2017

一、塔机附着杆参数

附着杆数附墙杆截面类型三杆附着钢管附墙杆类型附墙杆钢管规格(mm) Ⅲ类 Φ180×16 22

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塔身锚固环边长C(m) 1.8 二、风荷载及附着参数

附着点高度附着点净高h1(m) h01(m) 风压等效高工作状态风非工作状态度变化系数荷载体型系风荷载体型μz 0.73 0.794 0.84 0.923 1.001 1.048 1.117 1.159 1.237 数μs 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 系数μs' 1.795 1.783 1.774 1.757 1.742 1.733 1.719 1.711 1.696 工作状态风非工作状态工作状态风非工作状态压等效均布风压等效均振系数βz 风振系数βz' 线荷载标准布线荷载标值qsk 1.824 1.788 1.764 1.755 1.739 1.716 1.704 1.699 1.69 1.839 1.833 1.816 1.806 1.785 1.765 1.756 1.75 1.747 0.258 0.275 0.287 0.314 0.337 0.348 0.368 0.381 0.405 准值qsk' 0.453 0.488 0.509 0.551 0.586 0.603 0.634 0.653 0.69 第N次附着第1次附着 20.15 第2次附着 31.75 第3次附着 43.35 第4次附着 54.95 第5次附着 66.55 第6次附着 78.15 第7次附着 89.75 第8次附着 101.35 悬臂端 117.005 20.15 11.6 11.6 11.6 11.6 11.6 11.6 11.6 15.655 附图如下:

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塔机附着立面图

三、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=0.8βzμzμsω0α0h=0.8×1.69×1.237×1.8×0.2×0.35×1.06=0.223kN/m 2、扭矩组合标准值Tk

由风荷载产生的扭矩标准值Tk2

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计算简图

剪力图

得：RE=55.397kN

支座9处锚固环的截面扭矩Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座9处的附墙杆承担）,水平内力Nw=20.5RE=78.343kN。计算简图：

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塔机附着示意图

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塔机附着平面图

α1=arctan(b1/a1)=51.618° α2=arctan(b2/a2)=42.603° α3=arctan(b3/a3)=52.164°

β1=arctan((b1+c/2)/(a1+c/2))=50.528° β2=arctan((b2+c/2)/(a2-c/2))=52.158° β3=arctan((b3+c/2)/(a3+c/2))=50.995° 各杆件轴力计算： ΣMO=0

T1×sin(α1-β1)×(b1+c/2)/sinβ1-T2×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T3×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3-Tk=0 ΣMg=0

T1×sinα1×c+T2×sinα2×c+Nw×cosθ×c/2+Nw×sinθ×c/2-Tk=0

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ΣMh=0

-T3×sinα3×c-Nw×sinθ×c/2+Nw×cosθ×c/2-Tk=0

四、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

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剪力图

得：RE=277.077kN 2、附墙杆内力计算

支座9处锚固环的水平内力Nw=RE=277.077kN。

五、附墙杆强度验算

σ=N/A=454938/8243.539=55.187N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！

2、杆件轴心受压强度验算附墙杆1长细比：

λ1=L0/i=(a12+b12)0.5/i=(40002+50502)0.5/58.258=110.581≤[λ]=150，查规范表得：φ1=0.489 满足要求！附墙杆2长细比：

λ2=L0/i=(a22+b22)0.5/i=(56002+51502)0.5/58.258=130.592≤[λ]=150，查规范表得：φ2=0.385 满足要求！附墙杆3长细比：

λ3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(40002+51502)0.5/58.258=111.932≤[λ]=150，查规范表得：φ3=0.481 满足要求！

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附墙杆1轴心受压稳定系数：

N1/(φ1Af)=279062/(0.489×8243.539×205)=0.338≤1 满足要求！

附墙杆2轴心受压稳定验算：

N2/(φ2Af)=388640/(0.385×8243.539×205)=0.597≤1 满足要求！

附墙杆3轴心受压稳定验算：

N3/(φ3Af)=454938/(0.481×8243.539×205)=0.56≤1 满足要求！

六、附着杆与结构连接节点验算

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=279.062×sin51.618°=218.753kN,V1=N1cosα1=279.062×cos51.618°=173.27kN;

F2=N2sinα2=388.64×sin42.603°=263.076kN,V2=N2cosα2=388.64×cos42.603°=286.063kN;

F3=N3sinα3=454.938×sin52.164°=359.294kN,V3=N3cosα3=454.938×cos52.164°=279.063k

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单个高强螺栓抗剪承载力设计值Nvb=nvπd2efvb/4=1×3.142×26.722×250/(4×1000)=140.185kN

每个高强螺栓受拉承载力设计值Ntb=πd2eftb/4=3.142×26.722×400/(4×1000)=224.297kN 附着杆1：

NV= V1/n=173.27/6=28.878kN Nt= F1/n=218.753/6=36.459kN

NV= V2/n=286.063/6=47.677kN Nt= F2/n=263.076/6=43.846kN

NV= V3/n=279.063/6=46.511kN Nt= F3/n=359.294/6=59.882kN

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NS=max{N1,N2,N3}/2=227.469kN 吊耳板吊索方向的最大拉应力：

σL= NS/(S(2R-D))= 227.469×103/(25×(2×100-50))=60.658N/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))= 227.469×103/(25×(2×100-50))=60.658N/mm2≤[τ]=125N/mm2 符合要求！附图如下：

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塔机附着节点详图

7号楼塔机附着验算计算书

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、《钢结构设计标准》GB50017-2017

一、塔机附着杆参数

塔机型号 QTZ80(TC5610Fz-6塔身桁架结构类型 )-徐州建机塔机计算高度H(m) 起重臂长度l1(m) 起重臂与平衡臂截面计算高度h(m) 121.5 56 1.06 塔身宽度B(m) 平衡臂长度l2(m) 工作状态时回转惯性力产生的扭矩标准值Tk1(kN·m) 工作状态倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 231 非工作状态倾覆力矩标准值Mk'(kN*m2032.8 ) 1.6 12.9 276.9 圆钢管

附着杆数附墙杆截面类型塔身锚固环边长C(m) 三杆附着钢管 1.6 附墙杆类型附墙杆钢管规格(mm) Ⅲ类 Φ180×16 二、风荷载及附着参数

附着次数N 附着点1到塔机的横向距离a1(m) 附着点2到塔机的横向距离a2(m) 4 2.2 3.8 点1到塔机的竖向距离b1(m) 点2到塔机的竖向距离b2(m) 3.955 3.955 33

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附着点3到塔机的横向距离a3(m) 工作状态基本风压ω0(kN/m) 塔身前后片桁架的平均充实率α0 22.2 0.2 0.35 点3到塔机的竖向距离b3(m) 非工作状态基本风压ω0'(kN/m) 23.955 0.35

附着点高度附着点净高h1(m) h01(m) 风压等效高工作状态风非工作状态度变化系数荷载体型系风荷载体型μz 0.732 0.792 0.869 0.944 0.951 数μs 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 系数μs' 1.528 1.494 1.451 1.409 1.405 工作状态风非工作状态工作状态风非工作状态压等效均布风压等效均振系数βz 风振系数βz' 线荷载标准布线荷载标值qsk 1.817 1.786 1.764 1.753 1.748 1.94 1.941 1.92 1.911 1.906 0.257 0.274 0.297 0.32 0.322 准值qsk' 0.408 0.432 0.456 0.478 0.479 第N次附着第1次附着 21.15 第2次附着 32.95 第3次附着 44.75 第4次附着 56.55 悬臂端 60 21.15 11.8 11.8 11.8 3.45 附图如下:

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塔机附着立面图

三、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=0.8βzμzμsω0α0h=0.8×1.748×0.951×1.8×0.2×0.35×1.06=0.178kN/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=1/2×0.178×562-1/2×0.178×12.92=264.294kN·m 集中扭矩标准值（考虑两项可变荷载控制的组合系数取0.9） Tk=0.9(Tk1+ Tk2)=0.9×(276.9+264.294)=487.075kN·m 3、附着支座反力计算

计算简图

剪力图

得：RE=27.574kN

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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5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5处锚固环的截面扭矩Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座5处的附墙杆承担）,水平内力Nw=20.5RE=38.996kN。计算简图：

塔机附着示意图

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塔机附着平面图

α1=arctan(b1/a1)=60.915° α2=arctan(b2/a2)=46.145° α3=arctan(b3/a3)=60.915°

β1=arctan((b1+c/2)/(a1+c/2))=57.752° β2=arctan((b2+c/2)/(a2-c/2))=57.752° β3=arctan((b3+c/2)/(a3+c/2))=57.752° 各杆件轴力计算： ΣMO=0

T1×sin(α1-β1)×(b1+c/2)/sinβ1-T2×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T3×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3-Tk=0 ΣMg=0

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T1×sinα1×c+T2×sinα2×c+Nw×cosθ×c/2+Nw×sinθ×c/2-Tk=0 ΣMh=0

-T3×sinα3×c-Nw×sinθ×c/2+Nw×cosθ×c/2-Tk=0

（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：最大轴压力T1=134.54kN，T2=325.558kN，T3=0kN 最大轴拉力T1=0kN，T2=0kN，T3=379.967kN

（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：最大轴压力T1=0kN，T2=0kN，T3=379.967kN 最大轴拉力T1=134.54kN，T2=325.558kN，T3=0kN

四、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

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剪力图

得：RE=270.71kN 2、附墙杆内力计算

支座5处锚固环的水平内力Nw=RE=270.71kN。

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：最大轴压力T1=290.296kN，T2=109.753kN，T3=219.079kN 最大轴拉力T1=290.297kN，T2=109.753kN，T3=219.079kN

五、附墙杆强度验算

σ=N/A=379967/8243.539=46.093N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！

2、杆件轴心受压强度验算附墙杆1长细比：

λ1=L0/i=(a12+b12)0.5/i=(22002+39552)0.5/58.258=77.684≤[λ]=150，查规范表得：φ1=0.703 满足要求！附墙杆2长细比：

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λ2=L0/i=(a22+b22)0.5/i=(38002+39552)0.5/58.258=94.145≤[λ]=150，查规范表得：φ2=0.593 满足要求！附墙杆3长细比：

λ3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(22002+39552)0.5/58.258=77.684≤[λ]=150，查规范表得：φ3=0.703 满足要求！

附墙杆1轴心受压稳定系数：

N1/(φ1Af)=290297/(0.703×8243.539×205)=0.244≤1 满足要求！

附墙杆2轴心受压稳定验算：

N2/(φ2Af)=325558/(0.593×8243.539×205)=0.325≤1 满足要求！

附墙杆3轴心受压稳定验算：

N3/(φ3Af)=379967/(0.703×8243.539×205)=0.32≤1 满足要求！

六、附着杆与结构连接节点验算

附着杆与建筑物连接方式连接钢板强度等级连接板固定方式各附着点螺栓个数n 螺栓承压强度设计值fc(N/mm) 高强螺栓的有效直径高强螺栓抗剪强度设计值fv(N/mm) 高强螺栓受剪切面数nv b2b2铰接 Q345 锚固螺栓 4 590 26.72 250 1 连接钢板厚度dt(mm) 建筑物混凝土强度等级连接板耳板排数锚固螺栓类型高强螺栓的性能等级高强螺栓公称直径高强螺栓抗拉强度设计值ft(N/mm) b216 C30 2 承压型高强螺栓 8.8级 M30 400 1、高强螺栓承载力计算

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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=290.297×sin60.915°=253.69kN,V1=N1cosα1=290.297×cos60.915°=141.117kN;

F2=N2sinα2=325.558×sin46.145°=234.758kN,V2=N2cosα2=325.558×cos46.145°=225.558kN;

F3=N3sinα3=379.967×sin60.915°=332.052kN,V3=N3cosα3=379.967×cos60.915°=184.706kN;

单个高强螺栓抗剪承载力设计值Nvb=nvπd2efvb/4=1×3.142×26.722×250/(4×1000)=140.185kN

每个高强螺栓受拉承载力设计值Ntb=πd2eftb/4=3.142×26.722×400/(4×1000)=224.297kN 附着杆1：

NV= V1/n=141.117/4=35.279kN Nt= F1/n=253.69/4=63.422kN

承压承载力设计值Ncb=d×dt×fcb/1000=30×16×590/1000=283.2kN [(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=[(35.279/140.185)2+(63.422/224.297)2]0.5=0.379≤1 NV=35.279kN≤Ncb/1.2=283.2/1.2=236kN 承压承载力满足要求。附着杆2：

NV= V2/n=225.558/4=56.39kN Nt= F2/n=234.758/4=58.69kN

承压承载力设计值Ncb=d×dt×fcb/1000=30×16×590/1000=283.2kN [(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=[(56.39/140.185)2+(58.69/224.297)2]0.5=0.48≤1 NV=56.39kN≤Ncb/1.2=283.2/1.2=236kN 承压承载力满足要求。

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附着杆3：

NV= V3/n=184.706/4=46.177kN Nt= F3/n=332.052/4=83.013kN

承压承载力设计值Ncb=d×dt×fcb/1000=30×16×590/1000=283.2kN [(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=[(46.177/140.185)2+(83.013/224.297)2]0.5=0.495≤1 NV=46.177kN≤Ncb/1.2=283.2/1.2=236kN 承压承载力满足要求。 2、吊耳板计算

吊耳板厚S(mm) 吊耳板高L(mm) 吊孔直径D(mm) 吊耳板许用剪应力[τ](N/mm) 220 400 50 125 吊耳板宽LDP(mm) 吊耳板圆周外半径R(mm) 吊耳板许用拉应力[σ](N/mm) 连接板耳板排数 2300 100 205 2

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NS=max{N1,N2,N3}/2=189.983kN 吊耳板吊索方向的最大拉应力：

σL= NS/(S(2R-D))= 189.983×103/(20×(2×100-50))=63.328N/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))= 189.983×103/(20×(2×100-50))=63.328N/mm2≤[τ]=125N/mm2 符合要求！附图如下：

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