塔吊安全驗算書

塔吊安全驗算書一、塔吊基礎驗算一、 參數(shù)信息塔吊型號：QTZ80塔機自重標準值：FK1二627.00KN起重荷載標準值：Fqk=60.00kN水平力：Fh=73.9kN；塔吊最大起重力矩：M=800.00kN.m柱作用于基礎承臺的翌向荷載：Nk=188.13kN塔吊計算高度：H=115m塔身寬度：B=1.60m承臺混凝土等級：C35矩形承臺邊長：5.0m承臺厚度：Hc=1.400m承臺鋼筋級別：HPB235樁混凝土等級：C35保護層厚度：50mm樁直徑d=1.000m樁鋼筋級別：HRB400樁入土深度：13.00m二、 荷載計算1） 塔機自重標準值Fia=627kN2） 起重荷載標準值Fqk=60kN3） 塔機作用于樁基承臺頂面的翌向力F=1.2X（Fkl+Fqk）二824.40kN柱作用于樁基承臺頂面的翌向力N=1.2XNk=225.76kN基礎以及覆土自重Gk=1.2X(5.02+3.2X1.97)X25X1.4=1316.llkN5） 最大壓力：N二F+N+GF824.40+225.76+1316.11二2366.27kN6） 塔吊的傾覆力矩M=1?4X800=1120.OOkN.m三、承臺計算1、塔吊基礎承載力計算依據(jù)《建鞏T也基摳帥攻IT規(guī)氾〃Abb5UUU/-ZUll；用5.2條承載力計算。當不考慮附著時的基礎設計值計算公式：n_F+G+N,Mn_F+G+NMPmax二 +亦，Pmin=—-當考慮附著時的基礎設訃值計算公式P二占當考慮偏心距較大時的基礎設計值計算公式：2(F+G+N)max3BcaF一一塔吊作用于基礎的翌向力，它包括塔吊自重，壓重和最人起重荷載，F(xiàn)=824.40kN;N——柱作用于基礎的翌向力，N二218.52KNG——基礎自重與基礎上面的土的自重，G=1316.11kNBe-----基礎底面的寬度，取Bc=5.00m；W——基礎底面的抵抗矩，W=bh2/6=576=20.83m3;Mx——塔吊傾覆力矩，包括風荷載產生的力矩和最人起重力矩，M=1.4X800=U20.00kN.m；M2-一柱作用于基礎的彎矩，M二1.4*N*ei=l.4*218.52*0.3=91.78kN.m；A——基礎底面積，Amoihf5.02+3.2X1.97=31.34m2a——合力作用點至基礎底面最大壓力邊緣距離(m)，按下式計a=Bc/2-F+Ga=5.00/2-1120.00/(824.40+1316.11)=1.98mo經(jīng)過計算得到：無附著的最大壓力設計值Pmax=(824.4+218-52+1316.11)/31.34+1120/20.83=122.04kPa無附著的最小壓力設計值Prnin=(824.4+218.52+1316.11)/31.34-1120/20.83=14.50kPa有附著的壓力設計值P-(824.4+218.52+1316.11)/31.34=68.27kPa偏心距較大時壓力設計值Pkmax=2X(824.4+218.52+1316.11)/(3X5.00X1.98)=68.27kPa地基基礎承載力驗算地基基礎承載力特征值計算依據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-20U第5.2.3.條。計算公式如下：fa二fak+nbr(b-3]+ndr?(d-o.5)fa—修正后的地基承載力特征值(kN/m2);fak——地基承載力特征值，取fak=180.00kN/m2；qb——基礎寬度地基承載力修正系數(shù)，取口b=0.30：nd——基礎埋深地基承載力修正系數(shù)，取nd=i.5o；r——基礎底面以下土的重度，取r=19.00kN/m3；rm——基礎底面以上土的重度，取218.50kN/m3；b——基礎底面寬度，取b=5.00m；D——基礎埋深度，取D=1.40mo解得地基承載力設計值fal二180+0.3X19(5.00-3)+1.5X18.5X(1.4-0.5)-206.115kPa實際計算取的地基承載力設計值為：fa=247.34kPa“地基承載力設計值大于最大壓力設計值122.04kPa，滿足要求“地基承載力設計值大于偏心距較大時壓力設計值68.2kPe,滿足要求！”抗傾覆穩(wěn)定性驗算F+N+G 式中：e—偏心距，即樁反力的合力至承臺中心的距離；M—作用在基礎上的彎矩；F—塔機作用在基礎上的垂直荷載：N—柱作用在基礎上的垂直荷載；Fh-作用在基礎上的水平荷載；G—鋼筋混凝土基礎的重力；h-基礎的高度；b—基礎底面的短邊長度；1120+73.9x1.4八lce= =0.52m2366.27b5...廠-=-=1.25m44偏心距e不大于?，滿足要求；4受沖切承載力驗算依據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011第827條。驗算公式如下：FtWO.70hpf2aMh00印一一受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當h不大于800mm時，

02取1?0,當h大于等于2000mm時，0也取0.9,其間按線性內插法取用；取0如二0.95；ft一一混)疑土軸心抗拉強度設計值，取ft=1.57kPa；弘 沖切破壞錐體最不利一側計算長度：a=(a+ab)/2a?=[1.6+(1.6+2Xl.4)]/2=3.00m；ho-----承臺的有效高度:ho-----承臺的有效高度:R 最大壓力設計值，F(xiàn)i——實際沖切承載力:取ho=1.4-0.05=1.35m；取P嚴122.04kPa；Fi=PjAxFi=122.04X[(5.00-4.4)74+1.97X3.2]=780.32kN。允許沖切力：0?7X0.95X1570.00X3.00X1.35=4228.40kN“實際沖切力小于允許沖切力設計值，所以能滿足要求！”承臺配筋計算抗彎計算依據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011第8.2.7條。計算公式如下：虹命廿⑵+口寸云+戶-號卜顯“-/MX 任意截面I-I處相應于荷載效應基本組合時的彎矩設計值;ar一一任意截面1-1至基底邊緣最大反力處的距離；當墻體材料為混凝土時，取a產b即取a產(5.00-1.6)/2=1.70m；Pz 相應于荷載效應基本組合時的基礎底而邊緣最人地基反力設計值，取113.53kN/m2；P一一相應于荷載效應基本組合時在任意截面I-I處基礎底面地基反力設計值；a=1.6mP=122.04X(3X1.6-1.70)/3(3X1.6)=78.82kPaG一考慮荷載分項系數(shù)的基礎自重及其上的土自重，取1316.llkN/m2；1——基礎寬度，取1=5.00m;a——塔身寬度，取4二1.6m；/——截面1-1在基底的投影長度，取*二1.6m。經(jīng)過計算得Ml=1.702X[(2X5.00+1.6)X(122.04+78.82-2X1316.11/5.002)+(122.04-78.82)X5.00]/12=285.00kN.m配筋面積計算依據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011第8.7.2條。公式如下：A=1-A/2=~aJT~TaL一一當混凝土強度不超過C50時，刃取為1.0,當混)疑土強度等級為C80時，取為0.94,期間按線性內插法確定，取a產1.00；fc一一混凝土抗壓強度設計值，查表得fc=16.7kPa；fy-------鋼筋抗拉強度fy360N/mm2h0 承臺的計算高度，ho=1.35moas=285X107(1.00X16.7X5000.00X(1350.00)2)=2.21X10-3；?=l-(l-2X2.21X10'3)05=2-21X103疽-2.21/2X10-3=1.00；A=285X106(1.00X1350.00X360=690.84mm2由于最小配筋率為0.15%,所以最小配筋面積為：5.00X1000X1.4X1000X0015%二10500.0(W。本工程設計圖縱橫向配筋為e25@205(As=23563.2mm2),滿足條件；四、樁身最大彎矩計算計算簡圖：1、按照m法計算樁身最大彎矩：計算依據(jù)《建筑樁基礎技術規(guī)范》(JGJ94-2008)的第5.4.5條，并參與《樁基礎的設計方法與施工技術》。⑴計算樁的水平變形系數(shù)a(1/m)：挎其中m――:b0-----樁的計算寬度，bo=1.80mE——抗彎彈性模量，E=0.67Ec=21105.00N/mm2；I——截面慣性矩，I二0.0?5m4；經(jīng)計算得到樁的水平變形系數(shù)：3■二0.431/m(2)計算Dv：nHo刀，成Dv=98.12/（0.43X1120）二0.203（3） 由查表得：（4） 計算Mmax:Mmax二M（）Km經(jīng)計算得到樁的最大彎矩值：Mmax=1120Xl-01=1131-2kN?m。由Dv查表得：最大彎矩深度z二0.25/0.43二0.59m。五、樁配筋計算依據(jù)《混）疑土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）第7.3.8條。沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構件，其截面受壓承載力計算：（1）偏心受壓構件，其偏心矩增大系數(shù)按下式計算：=]—丁碩叫時一式中l(wèi)o__樁的計算長度，取l=13.00m：h 截面高度，取h=1.00m;h0-----截面有效高度，取ho=0.95m;e】 偏心受壓構件的截面曲率修正系數(shù):左05/人C\= /N解得：§uuA——構件的截面面積，取A二0.79m2；<2——構件長細比對截面曲率的影響系數(shù)，當lo/h<15時,取1.0,否則按下式：0.01蟲解得：C產1-00 h經(jīng)計算偏心增大系數(shù)（2）偏心受壓構件應符合下列規(guī)定：式中Assinna+n尺=0.45m軸向壓力對截而重心的偏心矩：e°=Mmax/F=1131.2/2366.27=0.48m；ea------附加偏心矩，應取20mm和偏心放學截面最人尺寸的1/30兩者中的較大者，ea=33.33mm：a——對應于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角與271的比值，取a=0.51；at一一縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當a>0.625時，取at=0：at=1.25-2a由一式，經(jīng)計算解得：As=-2348.52mm2由二式，經(jīng)計算解得：As=3335.29mm2由上兩式計算結果：樁的配筋面積As=3335.29mm2o本工程設計圖縱向配筋為1201202000，加密筋筋4)80100，加勁箍筋0)8@200滿足條件；六、樁翌向承載力驗算依據(jù)《塔式起重機混凝土基礎工程技術規(guī)程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.3和6.3.4條軸心翌向力作用下，Qk=2366.27kN樁基翌向承載力必須滿足以下兩式：QZ單樁翌向承載力特征值按下式計算:其中Ra――單樁翌向承載力特征值；qsik一一第i層巖石的樁側阻力特征值；按下表取值；qpa-一樁端端阻力特征值，按下表取值；u樁身的周長，u二3.14m;Ap——樁端面積，取Ap=0.79m2；li—第i層土層的厚度，取值如下表；厚度及側阻力標準值表如下:序號上層厚度(m)側阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kpa)土名稱13.1580粉質粘土23.9150圓礫31.7180全風化砂礫L_LJ石41.8160強風化砂礫L_LJ石559000中風化砂礫L_LJ石由于樁的入土深度為13m,所以樁端是在第5層土層。最大壓力驗%=3.14X(3.15X80+3.9X150+〔.7X180+1.8X160+2.45X0)+9000X0.79=11564.21kN由于:R=U564.21>QK=2366.27，所以滿足要求！a六、樁抗拔承載力驗算樁抗拔承載力驗算依據(jù)(建筑樁基礎技術規(guī)范)JGJ94-2008第5.4.5條。樁抗拔承載力應滿足下列要求：爪ST.總極限抗拔側阻力tsu=工入qzh極限抗拔承載力 丁1丁廠_貿*+&戶式中Ugk——在樁抗拔極限承載力標準值；人一抗拔系數(shù)。解得：Tsu=3.14*(80*0.7*3.15+150*0.6*1.7+160*0.6*1.8)=2775.13KNTa二2775.13/2+0.79*13*25二1644.32kNM73.9KN,滿足要求;二、塔吊附著計算計算依據(jù)：《塔式起重混凝土基礎工程技術規(guī)程》JGJ/TE009一、 參數(shù)信息塔吊高度：115.00(m)附著塔吊最人傾覆力矩：800.00(kN.m)附著塔吊邊長：1.60(m)附著框寬度：2.14(m)回轉扭矩:276.90(kN/m)風荷載設計值:0.74(kN/m)附著桿選用鋼管:216.00X10.00附著節(jié)點數(shù)：6各層附著高度分別：21.0,0.36,0.51,0.66,0.81,0.96.0(m)附著點1到塔吊的翌向距離：3.04(m)附著點1到塔吊的橫向距離：2.13(m)附著點1到附著2的距離：5.86(m)二、 支座力計算塔機按照說明書與建筑附著時，最上面一道附著裝置的負荷最大,因此以此道附著桿的負荷作為設計或校核附著桿截面的依據(jù)。附著式塔機的塔身可以視為一個帶懸臂的剛性支撐連續(xù)梁，其內力及支座反力計算如下：風荷載取值q=0.74kN.m三、附著桿內力計算計算簡圖:，r計算單元的平衡方程為:T\cosa】+寫cosa2COSa3s-H*cos07]sin+7八sina2+7八sin-?N.sin6工M°?0A【(+c/2)cos°]-⑷+c/2)sinaJ片扁[($+c/2)cosa2(?)+c/2)smoA]+石L(b]+c/2)cosa3+(勺aJ-c/2)sin函卜其中：ai18arctglbAfax] a2=arc/gt氣/(a,+c)]勺=/(a2■芻—c)]四、第一種工況的計算塔機滿載工作，風向垂直于起重臂，考慮塔身在最上層截面的回轉慣性力產生的扭矩和風荷載扭短。將上面的方程組求解，其中e從0-360循環(huán)，分別取正負兩種情況，分別求得各附著最大的軸壓力和軸拉力：桿1的最大軸向壓力為：242.05kN桿2的最大軸向壓力為：176.30kN桿3的最大軸向壓力為：150.98kN桿1的最大軸向拉力為：242.05kN標2的最大軸向拉力為：176.3kN桿3的最大軸向拉力為：150.98kN五、 第二種工況的計算塔機的非工作狀態(tài)，風向順著起重臂，不考慮扭矩的影響。將上面的方程組求解，其中6二45,135,225,315, Mw=0,分別求得各附著最大的軸壓力和軸拉力。桿1的最大軸向壓力為：84.05kN桿2的最大軸向壓力為：29.36kN桿3的最大軸向壓力為:96.91kN桿1的最大軸向壓力為：84.05kN桿2的最大軸向壓力為：29.36kN桿3的最大軸向壓力為:96.91kN六、 附著桿強度驗算1、 桿件軸心受拉強度驗算驗算公式：a二N/AnWf其中N——為桿件的最大軸向拉力，取N二242.05kN；a—為桿件的受拉應力；An——為桿件的截面面積，An=6471.68mm2；經(jīng)計算，桿件的最大受拉應力a=242.05X1000/6471.68=37.40N/mm2o最大拉應力不大于拉桿的允許拉應力215N/mm2,滿足要求！2、 桿件軸心受壓強度驗算驗算公式：a二N/少A0其中一一為桿件的受壓應力；N——為桿件的軸向壓力，桿1:取N=24205kN；桿2：取N=176.30kN；桿3：取N=150.98kN；An——為桿件的截面面積，An=6471.68mm2；4――為桿件的受壓穩(wěn)定系數(shù)，是根據(jù)入，查表計算得，桿1：取f=0.856,桿2；取f=0.745,桿3：取i=0.869；A 桿件長細比，桿1:取入=50.906,桿2:取入=71.884,桿3:取入=47.049o經(jīng)計算，桿件的最大受壓應力 a=43.69N/mm2O最大壓應力不大于拉桿的允許壓應力215N/mm2，滿足要求！七、焊縫強度計算附著桿如果采用焊接方式加長，對接焊縫強度公式如下：其中N為附著桿的最人拉力或壓力，N二242.050kN；打為附著桿的周長，取678.59mm；T為焊縫厚度，t=10.00mm；ft或fc為對接焊縫的抗拉或抗壓強度，取185N/mm2；經(jīng)過焊縫強度0=242050.00/(678.59X10.00)=35.67N/mm2o對接焊縫的抗壓或抗壓強度計算滿足要求！八、塔吊附著對結構構件的驗算本方案以最不利組合的原則，選取了3#樓標準層塔吊附墻位置，為軸(3-9廣軸(3-14)與軸(3-M)相交區(qū)段的邊梁上，如下圖所示：由圖可知被附著的梁高500mm＞寬度200m＞長度2400mm,混)疑土等級為C25,配筋形式為上層縱向鋼筋各配2016,下層縱向鋼筋各配50)163/2,箍筋為080100/200(2)；構件最大撓度1。/250-2400/250二9.60mm彈性模量E二2.8*10'N/mm2軸心最大撓度：Ymax=5pl7(384EI)二5*242.05*103*24003/(384*2.8*10'*3.33*10J—4.67mm<9.60mm其牛1|7=hb3/12=500*200712=3.338(mm3)滿足要求;三、塔吊穩(wěn)定性驗算(-)塔吊最大起重狀態(tài)下的穩(wěn)定性驗算一、塔吊有荷載時穩(wěn)定性驗算塔吊有荷載時，計算簡圖：塔吊有荷載時，.一.."、.，>1.15K1――塔吊有荷載時穩(wěn)定安全系數(shù)，允許穩(wěn)定安全系數(shù)最小取1.15；G——起重機自重力(包括配重,壓重)，G=627.00(kN)；c 起重機重心至旋轉中心的距離，c=0.50(m);h0——起重機重心至支承平面距離，ho=6.00(m);b-----起重機旋轉中心至傾覆邊緣的距離，b=2.50(m);Q——最大工作荷載，060.00(kN);g ^重力加速度(m/s2),取g——9.81；v-----起升速度，v=0.50(m/s)；t------制動時間，t=3.00(S)；a—起重機旋轉中心至懸掛物重心的水平距離，a=11.00(m);W1——作用在起重機上的風力，WL15.85(kN)；W2——作用在荷載上的風力，W2=1.43(kN)；Px——自W1作用線至傾覆點的垂直距離，P訐73.00(m)；P2——自W2作用線至傾覆點的垂直哼，P2=2.50(m)；h——吊桿端部至支承平面的垂直距離，h=115.00(m);n 起重機的旋轉速度,n=0.60(r/min)；H——吊桿端部到重物最低位置時的重心距離，H=112.50(m)；a-—起重機的傾斜角(軌道或道路的坡度)，a=0.00(度)。經(jīng)過計算處到：Kx=l/[60.00X(11.00-2.50)]X(627.00X[0.50-6.00XsinO.00+2.50][60.00X0.50X(11.00-2.50)/(9.81X00)]-15.85X73.00-1.43X2.50-[(60.00X0.602X11.00X115.00)/(900-112.50X0.602)]｝二1.33“塔吊最大負載6T時，穩(wěn)定性安全系數(shù)滿足要求！”(-)塔吊最遠起重狀態(tài)下時穩(wěn)定性驗算塔吊有荷載時，計算簡圖：塔由有荷載時，穩(wěn)定安全系數(shù)可按下式驗算:「呢。/。sma+E)*心一虬當-炎馬900血 !>1-15K1——塔吊有荷載時穩(wěn)定安全系數(shù)，允許穩(wěn)定安全系數(shù)最小取1.15;G——起重機自重力(包括配重，壓重)，G=627.00(kN)；c 起重機重心至旋轉中心的距離，c=0.50(m);h0——起重機重心至支承平面距離，ho=6.00(m);b-----起重機旋轉中心至傾覆邊緣的距離，b=2.50(m)：Q——最大工作荷載，Q=10.00(kN);g 重力加速度(m/s)取g二9.81；v-----起升速度，v=0.50(m/s)；t——制動時間，t=3.00(S)；a—起重機旋轉中心至懸掛物重心的水平距離，a=56.00(m);Wi——作用在起重機上的風力，W產1585(kN);W2——作用在荷載上的風力，W2=1.43(kN);Pi—