廣廈天都城·天韻苑A區工程幼兒園物料提升機基礎專項施工方案、工程簡介工程名稱：廣廈天都城?天韻苑A區工程地點：杭州市余杭區星橋鎮廣廈天都城內建設單位：浙江天都實業有限公司設計單位：浙江廣廈建筑設計研究有限公司勘察單位：杭州市勘測設計研究院監理單位：杭州市建筑工程監理有限公司施工單位：廣廈建設集團有限責任公司2、工程概況單體建筑面積、結構類型、高度及層數:幼兒園地上建筑面積為2891m2，結構為框架結構，地上3層，地下一層，總高度為12.637m，±0.000相當于黃海高程7.40m。《建筑機械使用安全技術規范》JGJ33-2012《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2011《SSD100型施工升降機使用說明書》施工圖紙?格構式井架計算書計算依據：1、《龍門架及井架物料提升機安全技術規范》JGJ88-20102、《建筑施工計算手冊》江正榮編著格構式型鋼井架在工程上主要用于垂直運輸建筑材料和小型構件，井架立柱、綴條一般由廠家直接預制，施工現場必須嚴格按照廠商說明書安裝。一、荷載計算1.起吊物和吊盤重力（包括索具等）GG=K(Q+q)其中K──動力系數，K=1.00；Q──起吊物體重力，Q=10.000kN；q──吊盤（包括索具等）自重力，q=6.000kN；經過計算得到G=K×(Q+q)=1.00×(10.000+6.000)=16.000kN。2.提升重物的滑輪組引起的纜風繩拉力SS=f0[K(Q+q)]其中f0──引出繩拉力計算系數，取1.02；經過計算得到S=f0×[K×(Q+q)]=1.020×[1.00×(10.000+6.000)]=16.320kN；3.井架自重力井架自重力2.22kN/m；井架的總自重Nq=2.22×18=39.96kN；附墻架以上部分自重：Nq1=2.22×(18-6)=26.64kN；Nq2=2.22×(18-12)=13.32kN；4.風荷載為q=1.64kN/m；二、井架計算格構式井架【無搖臂】1、基本假定：為簡化井架的計算，作如下一些基本假定：（1）井架的節點近似地看作鉸接；（2）吊裝時，與起吊重物同一側的纜風繩都看作不受力；（3）井架空間結構分解為平面結構進行計算。2、風荷載作用下井架的約束力計算纜風繩或附墻架對井架產生的水平力起到穩定井架的作用，在風荷載作用下，井架的計算簡圖如下：彎矩圖（附墻件）剪力圖（附墻件）各附著由下到上的內力分別為：R(1)=11.246kN,M(1)=6.326kN·m；各附著由下到上的內力分別為：R(2)=3.866kN,M(2)=0kN·m；Rmax=11.246kN；3、井架軸力計算各纜風繩或附墻架與型鋼井架連接點截面的軸向力計算：經過計算得到由下到上各纜風繩或附墻架與井架接點處截面的軸向力分別為:第1道H1=6m；N1=G+Nq1+S=16+26.64+16.32=58.96kN；第2道H2=12m；N2=G+Nq2+S=16+13.32+16.32=45.64kN；4.截面驗算（1）井架截面的力學特性：井架的截面尺寸為2.1×4.1m；主肢型鋼采用4L70X7；一個主肢的截面力學參數為:zo=19.9cm，Ixo=Iyo=43.09cm4，Ao=9.42cm2，i1=68.35cm；綴條型鋼采用L50X5；格構式型鋼井架截面示意圖井架的y-y軸截面總慣性矩：Iy=4[Iy0+A0(a/2-Z0)2]井架的x-x軸截面總慣性矩：Ix=4[Ix0+A0(b/2-Z0)2]井架的y＇-y＇軸和x＇-x＇軸截面總慣性矩：Iy'=Ix'=Ix×cos245°+Iy×sin245°經過計算得到：Ix=4×(43.09+9.42×（410/2-19.9）2)=1291164.897cm4；Iy=4×(43.09+9.42×（210/2-19.9）2)=273051.297cm4；Iy'=Ix'=1/2×（1291164.897+273051.297）=782108.097cm4；計算中取井架的慣性矩為其中的最小值273051.297cm4。2.井架的長細比計算：井架的長細比計算公式：λ=H/[I/(4A0)]1/2其中H--井架的總高度，取18m；I--井架的截面最小慣性矩，取273051.297cm4；A0--一個主肢的截面面積，取9.42cm4。經過計算得到λ=21.145≤180。換算長細比計算公式：λ0=(λ2-40A/A1)1/2其中A--井架橫截面的毛截面面積，取4×9.42cm2；A1--井架橫截面所截垂直于x-x軸或y-y軸的毛截面面積，取2×4.8cm2；經過計算得到λ0=25。查表得φ=0.953。3.井架的整體穩定性計算：井架在彎矩作用平面內的整體穩定性計算公式：σ=N/(φ×A)+βmx×M/[W1×(1-φ×N/N'EX)]其中N--軸心壓力的計算值(kN)；A--井架橫截面的毛截面面積，取37.68cm2；φ--軸心受壓構件彎矩作用平面內的穩定系數，取φ=0.953；βmx--等效彎矩系數,取1.0；M--計算范圍段最大偏心彎矩值(kN·m)；W1--彎矩作用平面內，較大受壓纖維的毛截面抵抗矩,W1=I/(a/2)=273051.297/(210/2)=2600.489cm3；N'EX--歐拉臨界力，N'EX=π2EA/(1.1×λ2)；N'EX=π2×2.06×105×37.68×102/(1.1×21.1452)=15576630.354N；經過計算得到由上到下各附墻件與井架接點處截面的強度分別為第1道H1=6m,N1=58.96kN,M1=6.326kN·m；σ=58.96×103/(0.953×37.68×102)＋(1.0×6.326×106)/[2600.489×103×(1－0.953×58.96×103/15576630.354)]=19N/mm2；第1道附墻件處截面計算強度σ=19N/mm2≤允許強度215N/mm2,滿足要求!第2道H2=12m,N2=45.64kN,M2=0kN·m；σ=45.64×103/(0.953×37.68×102)＋(1.0×0×106)/[2600.489×103×(1－0.953×45.64×103/15576630.354)]=13N/mm2；第2道附墻件處截面計算強度σ=13N/mm2≤允許強度215N/mm2,滿足要求!三、附著計算(一)、附墻架內力計算塔吊四附著桿件的計算屬于一次超靜定問題，在外力N作用下求附著桿的內力,N取第二部分計算所得的Rmax，N=11.246kN。采用結構力學計算個桿件內力:計算簡圖：格構式井架【附墻架】方法的基本方程：計算過程如下：δ11X1+Δ1p=0Δ1p=Ti0Tili/EAδ11=ΣTi0Tili/EA其中:Δ1p為靜定結構的位移；Ti0為X=1時各桿件的軸向力；Ti為在外力N作用下時各桿件的軸向力；li為為各桿件的長度。考慮到各桿件的材料截面相同，在計算中將彈性模量與截面面積的積EA約去，可以得到：X1=-Δ1p/δ11各桿件的軸向力為：T1*=X1T2*=T20×X1+T2T3*=T30×X1+T3T4*=T40×X1+T4以上的計算過程將θ從0-360度循環，解得每桿件的最大軸壓力，最大軸拉力：桿1的最大軸向拉力為:3.77kN；桿2的最大軸向拉力為:7.64kN；桿3的最大軸向拉力為:7.64kN；桿4的最大軸向拉力為:3.77kN；桿1的最大軸向壓力為:3.77kN；桿2的最大軸向壓力為:7.64kN；桿3的最大軸向壓力為:7.64kN；桿4的最大軸向壓力為:3.77kN；(二)、附墻架強度驗算1．桿件軸心受拉強度驗算驗算公式:σ=N/An≤f其中σ--為桿件的受拉應力；N--為桿件的最大軸向拉力,取N=7.64kN；An--為桿件的截面面積，本工程選取的是10號工字鋼；查表可知An=1430.00mm2。經計算，桿件的最大受拉應力σ=7.64×103/1430.00=5.34N/mm2；最大拉應力σ=5.34N/mm2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:σ=N/φAn≤f其中σ--為桿件的受壓應力；N--為桿件的軸向壓力，桿1:取N=3.77kN；桿2:取N=7.64kN；An--為桿件的截面面積，本工程選取的是10號工字鋼；查表可知An=1430.00mm2。λ--桿件長細比，,由l/i的值確定；桿1:取λ=6881.860/41.400=166≤180；桿2:取λ=2500.000/41.400=60≤180；附墻架的長細比符合要求！φ--為桿件的受壓穩定系數，是根據λ查表計算得：桿1:取φ=0.256，桿2:取φ=0.818；桿1：σ1=3.766×103/(0.256×1430.000)=10.287N/mm2；桿2：σ2=7.637×103/(0.818×1430.000)=6.528N/mm2；經計算，桿件的最大受壓應力σ=10.287N/mm2；最大壓應力10.287N/mm2小于允許應力215N/mm2，滿足要求。四、井架基礎驗算1、井架基礎所承受的軸向力N計算N=G+Nq+S=16+39.96+16.32=72.28kN；井架單肢型鋼所傳遞的集中力為：F＝N/4=18.070kN；2、井架單肢型鋼與基礎的連接鋼板計算由于混凝土抗壓強度遠沒有鋼材強，故單肢型鋼與混凝土連接處需擴大型鋼與混凝土的接觸面積，用鋼板預埋，同時預埋鋼板必須有一定的厚度，以滿足抗沖切要求。預埋鋼板的面積A0計算如下：A0=F/fc=18.070×103/11.900=1518.487mm2；3、井架基礎計算單肢型鋼所需混凝土基礎面積A計算如下：A＝F/fa=18.070×103/(100.0×10-3)=180700.000mm2；單肢型鋼混凝土基礎邊長:a=180700.0001/2＝425.088mm；4.配筋計算井架單肢型鋼混凝土基礎計算簡圖相當于一個倒梯梁，其板底最大彎矩按下式計算：M=ql2/2式中：M--井架單肢型鋼混凝土基礎底板中性軸處的彎矩設計值；l--井架單肢型鋼混凝土基礎底板中性軸處至基底邊緣的距離，取l=a/2＝212.544mm；q--相應于荷載效應基本組合時的基礎底面地基土單位面積凈反力，取q=100.000×212.544×10-3=21.254kN/m；經過計算得M=