塔吊安全验算书

塔吊安全验算书一、塔吊基础验算一、 参数信息塔吊型号：QTZ80塔机自重标准值：FK1二627.00KN起重荷载标准值：Fqk=60.00kN水平力：Fh=73.9kN；塔吊最大起重力矩：M=800.00kN.m柱作用于基础承台的翌向荷载：Nk=188.13kN塔吊计算高度：H=115m塔身宽度：B=1.60m承台混凝土等级：C35矩形承台边长：5.0m承台厚度：Hc=1.400m承台钢筋级别：HPB235桩混凝土等级：C35保护层厚度：50mm桩直径d=1.000m桩钢筋级别：HRB400桩入土深度：13.00m二、 荷载计算1） 塔机自重标准值Fia=627kN2） 起重荷载标准值Fqk=60kN3） 塔机作用于桩基承台顶面的翌向力F=1.2X（Fkl+Fqk）二824.40kN柱作用于桩基承台顶面的翌向力N=1.2XNk=225.76kN基础以及覆土自重Gk=1.2X(5.02+3.2X1.97)X25X1.4=1316.llkN5） 最大压力：N二F+N+GF824.40+225.76+1316.11二2366.27kN6） 塔吊的倾覆力矩M=1・4X800=1120.OOkN.m三、承台计算1、塔吊基础承载力计算依据《建巩T也基抠帅攻IT规氾〃Abb5UUU/-ZUll；用5.2条承载力计算。当不考虑附着时的基础设计值计算公式：n_F+G+N,Mn_F+G+NMPmax二 +亦，Pmin=—-当考虑附着时的基础设讣值计算公式P二占当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式：2(F+G+N)max3BcaF一一塔吊作用于基础的翌向力，它包括塔吊自重，压重和最人起重荷载，F=824.40kN;N——柱作用于基础的翌向力，N二218.52KNG——基础自重与基础上面的土的自重，G=1316.11kNBe-----基础底面的宽度，取Bc=5.00m；W——基础底面的抵抗矩，W=bh2/6=576=20.83m3;Mx——塔吊倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最人起重力矩，M=1.4X800=U20.00kN.m；M2-一柱作用于基础的弯矩，M二1.4*N*ei=l.4*218.52*0.3=91.78kN.m；A——基础底面积，Amoihf5.02+3.2X1.97=31.34m2a——合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计a=Bc/2-F+Ga=5.00/2-1120.00/(824.40+1316.11)=1.98mo经过计算得到：无附着的最大压力设计值Pmax=(824.4+218-52+1316.11)/31.34+1120/20.83=122.04kPa无附着的最小压力设计值Prnin=(824.4+218.52+1316.11)/31.34-1120/20.83=14.50kPa有附着的压力设计值P-(824.4+218.52+1316.11)/31.34=68.27kPa偏心距较大时压力设计值Pkmax=2X(824.4+218.52+1316.11)/(3X5.00X1.98)=68.27kPa地基基础承载力验算地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-20U第5.2.3.条。计算公式如下：fa二fak+nbr(b-3]+ndr«(d-o.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，取fak=180.00kN/m2；qb——基础宽度地基承载力修正系数，取口b=0.30：nd——基础埋深地基承载力修正系数，取nd=i.5o；r——基础底面以下土的重度，取r=19.00kN/m3；rm——基础底面以上土的重度，取218.50kN/m3；b——基础底面宽度，取b=5.00m；D——基础埋深度，取D=1.40mo解得地基承载力设计值fal二180+0.3X19(5.00-3)+1.5X18.5X(1.4-0.5)-206.115kPa实际计算取的地基承载力设计值为：fa=247.34kPa“地基承载力设计值大于最大压力设计值122.04kPa，满足要求“地基承载力设计值大于偏心距较大时压力设计值68.2kPe,满足要求！”抗倾覆稳定性验算F+N+G 式中：e—偏心距，即桩反力的合力至承台中心的距离；M—作用在基础上的弯矩；F—塔机作用在基础上的垂直荷载：N—柱作用在基础上的垂直荷载；Fh-作用在基础上的水平荷载；G—钢筋混凝土基础的重力；h-基础的高度；b—基础底面的短边长度；1120+73.9x1.4八lce= =0.52m2366.27b5...厂-=-=1.25m44偏心距e不大于?，满足要求；4受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第827条。验算公式如下：FtWO.70hpf2aMh00印一一受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，

02取1・0,当h大于等于2000mm时，0也取0.9,其间按线性内插法取用；取0如二0.95；ft一一混)疑土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57kPa；弘 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：a=(a+ab)/2a・=[1.6+(1.6+2Xl.4)]/2=3.00m；ho-----承台的有效高度:ho-----承台的有效高度:R 最大压力设计值，Fi——实际冲切承载力:取ho=1.4-0.05=1.35m；取P严122.04kPa；Fi=PjAxFi=122.04X[(5.00-4.4)74+1.97X3.2]=780.32kN。允许冲切力：0・7X0.95X1570.00X3.00X1.35=4228.40kN“实际冲切力小于允许冲切力设计值，所以能满足要求！”承台配筋计算抗弯计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.2.7条。计算公式如下：虹命廿⑵+口寸云+户-号卜显“-/MX 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;ar一一任意截面1-1至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时，取a产b即取a产(5.00-1.6)/2=1.70m；Pz 相应于荷载效应基本组合时的基础底而边缘最人地基反力设计值，取113.53kN/m2；P一一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；a=1.6mP=122.04X(3X1.6-1.70)/3(3X1.6)=78.82kPaG一考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取1316.llkN/m2；1——基础宽度，取1=5.00m;a——塔身宽度，取4二1.6m；/——截面1-1在基底的投影长度，取*二1.6m。经过计算得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配筋面积计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.7.2条。公式如下：A=1-A/2=~aJT~TaL一一当混凝土强度不超过C50时，刃取为1.0,当混)疑土强度等级为C80时，取为0.94,期间按线性内插法确定，取a产1.00；fc一一混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.7kPa；fy-------钢筋抗拉强度fy360N/mm2h0 承台的计算高度，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由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：5.00X1000X1.4X1000X0015%二10500.0(W。本工程设计图纵横向配筋为e25@205(As=23563.2mm2),满足条件；四、桩身最大弯矩计算计算简图：1、按照m法计算桩身最大弯矩：计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条，并参与《桩基础的设计方法与施工技术》。⑴计算桩的水平变形系数a(1/m)：挎其中m――:b0-----桩的计算宽度，bo=1.80mE——抗弯弹性模量，E=0.67Ec=21105.00N/mm2；I——截面惯性矩，I二0.0・5m4；经计算得到桩的水平变形系数：3■二0.431/m(2)计算Dv：nHo刀，成Dv=98.12/（0.43X1120）二0.203（3） 由查表得：（4） 计算Mmax:Mmax二M（）Km经计算得到桩的最大弯矩值：Mmax=1120Xl-01=1131-2kN・m。由Dv查表得：最大弯矩深度z二0.25/0.43二0.59m。五、桩配筋计算依据《混）疑土结构设计规范》（GB50010-2010）第7.3.8条。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：（1）偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：=]—丁硕叫时一式中lo__桩的计算长度，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】 偏心受压构件的截面曲率修正系数:左05/人C\= /N解得：§uuA——构件的截面面积，取A二0.79m2；<2——构件长细比对截面曲率的影响系数，当lo/h<15时,取1.0,否则按下式：0.01虫解得：C产1-00 h经计算偏心增大系数（2）偏心受压构件应符合下列规定：式中Assinna+n尺=0.45m轴向压力对截而重心的偏心矩：e°=Mmax/F=1131.2/2366.27=0.48m；ea------附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最人尺寸的1/30两者中的较大者，ea=33.33mm：a——对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与271的比值，取a=0.51；at一一纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当a>0.625时，取at=0：at=1.25-2a由一式，经计算解得：As=-2348.52mm2由二式，经计算解得：As=3335.29mm2由上两式计算结果：桩的配筋面积As=3335.29mm2o本工程设计图纵向配筋为1201202000，加密筋筋4)80100，加劲箍筋0)8@200满足条件；六、桩翌向承载力验算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心翌向力作用下，Qk=2366.27kN桩基翌向承载力必须满足以下两式：QZ单桩翌向承载力特征值按下式计算:其中Ra――单桩翌向承载力特征值；qsik一一第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；qpa-一桩端端阻力特征值，按下表取值；u桩身的周长，u二3.14m;Ap——桩端面积，取Ap=0.79m2；li—第i层土层的厚度，取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下:序号上层厚度(m)侧阻力特征值(kPa)端阻力特征值(kpa)土名称13.1580粉质粘土23.9150圆砾31.7180全风化砂砾L_LJ石41.8160强风化砂砾L_LJ石559000中风化砂砾L_LJ石由于桩的入土深度为13m,所以桩端是在第5层土层。最大压力验%=3.14X(3.15X80+3.9X150+〔.7X180+1.8X160+2.45X0)+9000X0.79=11564.21kN由于:R=U564.21>QK=2366.27，所以满足要求！a六、桩抗拔承载力验算桩抗拔承载力验算依据(建筑桩基础技术规范)JGJ94-2008第5.4.5条。桩抗拔承载力应满足下列要求：爪ST.总极限抗拔侧阻力tsu=工入qzh极限抗拔承载力 丁1丁厂_贸*+&户式中Ugk——在桩抗拔极限承载力标准值；人一抗拔系数。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,满足要求;二、塔吊附着计算计算依据：《塔式起重混凝土基础工程技术规程》JGJ/TE009一、 参数信息塔吊高度：115.00(m)附着塔吊最人倾覆力矩：800.00(kN.m)附着塔吊边长：1.60(m)附着框宽度：2.14(m)回转扭矩:276.90(kN/m)风荷载设计值:0.74(kN/m)附着杆选用钢管:216.00X10.00附着节点数：6各层附着高度分别：21.0,0.36,0.51,0.66,0.81,0.96.0(m)附着点1到塔吊的翌向距离：3.04(m)附着点1到塔吊的横向距离：2.13(m)附着点1到附着2的距离：5.86(m)二、 支座力计算塔机按照说明书与建筑附着时，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视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：风荷载取值q=0.74kN.m三、附着杆内力计算计算简图:，r计算单元的平衡方程为:T\cosa】+写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气/(a,+c)]勺=/(a2■刍—c)]四、第一种工况的计算塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭短。将上面的方程组求解，其中e从0-360循环，分别取正负两种情况，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力：杆1的最大轴向压力为：242.05kN杆2的最大轴向压力为：176.30kN杆3的最大轴向压力为：150.98kN杆1的最大轴向拉力为：242.05kN标2的最大轴向拉力为：176.3kN杆3的最大轴向拉力为：150.98kN五、 第二种工况的计算塔机的非工作状态，风向顺着起重臂，不考虑扭矩的影响。将上面的方程组求解，其中6二45,135,225,315, Mw=0,分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。杆1的最大轴向压力为：84.05kN杆2的最大轴向压力为：29.36kN杆3的最大轴向压力为:96.91kN杆1的最大轴向压力为：84.05kN杆2的最大轴向压力为：29.36kN杆3的最大轴向压力为:96.91kN六、 附着杆强度验算1、 杆件轴心受拉强度验算验算公式：a二N/AnWf其中N——为杆件的最大轴向拉力，取N二242.05kN；a—为杆件的受拉应力；An——为杆件的截面面积，An=6471.68mm2；经计算，杆件的最大受拉应力a=242.05X1000/6471.68=37.40N/mm2o最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2,满足要求！2、 杆件轴心受压强度验算验算公式：a二N/少A0其中一一为杆件的受压应力；N——为杆件的轴向压力，杆1:取N=24205kN；杆2：取N=176.30kN；杆3：取N=150.98kN；An——为杆件的截面面积，An=6471.68mm2；4――为杆件的受压稳定系数，是根据入，查表计算得，杆1：取f=0.856,杆2；取f=0.745,杆3：取i=0.869；A 杆件长细比，杆1:取入=50.906,杆2:取入=71.884,杆3:取入=47.049o经计算，杆件的最大受压应力 a=43.69N/mm2O最大压应力不大于拉杆的允许压应力215N/mm2，满足要求！七、焊缝强度计算附着杆如果采用焊接方式加长，对接焊缝强度公式如下：其中N为附着杆的最人拉力或压力，N二242.050kN；打为附着杆的周长，取678.59mm；T为焊缝厚度，t=10.00mm；ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185N/mm2；经过焊缝强度0=242050.00/(678.59X10.00)=35.67N/mm2o对接焊缝的抗压或抗压强度计算满足要求！八、塔吊附着对结构构件的验算本方案以最不利组合的原则，选取了3#楼标准层塔吊附墙位置，为轴(3-9广轴(3-14)与轴(3-M)相交区段的边梁上，如下图所示：由图可知被附着的梁高500mm＞宽度200m＞长度2400mm,混)疑土等级为C25,配筋形式为上层纵向钢筋各配2016,下层纵向钢筋各配50)163/2,箍筋为080100/200(2)；构件最大挠度1。/250-2400/250二9.60mm弹性模量E二2.8*10'N/mm2轴心最大挠度：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)满足要求;三、塔吊稳定性验算(-)塔吊最大起重状态下的稳定性验算一、塔吊有荷载时稳定性验算塔吊有荷载时，计算简图：塔吊有荷载时，.一.."、.，>1.15K1――塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；G——起重机自重力(包括配重,压重)，G=627.00(kN)；c 起重机重心至旋转中心的距离，c=0.50(m);h0——起重机重心至支承平面距离，ho=6.00(m);b-----起重机旋转中心至倾覆边缘的距离，b=2.50(m);Q——最大工作荷载，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------制动时间，t=3.00(S)；a—起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离，a=11.00(m);W1——作用在起重机上的风力，WL15.85(kN)；W2——作用在荷载上的风力，W2=1.43(kN)；Px——自W1作用线至倾覆点的垂直距离，P讦73.00(m)；P2——自W2作用线至倾覆点的垂直哼，P2=2.50(m)；h——吊杆端部至支承平面的垂直距离，h=115.00(m);n 起重机的旋转速度,n=0.60(r/min)；H——吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H=112.50(m)；a-—起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，a=0.00(度)。经过计算处到：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“塔吊最大负载6T时，稳定性安全系数满足要求！”(-)塔吊最远起重状态下时稳定性验算塔吊有荷载时，计算简图：塔由有荷载时，稳定安全系数可按下式验算:「呢。/。sma+E)*心一虬当-炎马900血 !>1-15K1——塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15;G——起重机自重力(包括配重，压重)，G=627.00(kN)；c 起重机重心至旋转中心的距离，c=0.50(m);h0——起重机重心至支承平面距离，ho=6.00(m);b-----起重机旋转中心至倾覆边缘的距离，b=2.50(m)：Q——最大工作荷载，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——制动时间，t=3.00(S)；a—起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离，a=56.00(m);Wi——作用在起重机上的风力，W产1585(kN);W2——作用在荷载上的风力，W2=1.43(kN);Pi—