廣州利通大厦第一爬升步计算及塔吊架设计书计算.docVIP

广州利通大厦 塔吊第一爬升步核心筒施工承载力计算及爬升架优化设计计算 计算：林冰 博士 中国建筑工程总公司技术中心 20009年3月 第1章 总说明 1.1 计算依据 1）《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 2）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） 3）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 4）《广州利通广场设计图纸》 5）《广州利通广场工程M600D塔吊安装施工方案》 1.2 计算内容 1）M600D塔吊第一爬升步核心筒施工承载力计算 2）塔吊爬升架设计计算 1.3 说明 1.3.1 荷载工况的选取 根据M600D塔吊的性能参数及工作状态和非工作状态的力学参数，见图1.1所示，经计算分析，利通大厦塔吊臂转动时，对核心筒而言， 可能形成如图1.2所示的两种不利的工况，此时，塔吊的水平支承反力对核心筒的影响最为不利。因此，对塔吊第一爬升步核心筒的施工承载力计算取图1.2所示的两种工况。另外，第一爬升步的计算暂时忽略风荷载的影响。 1.3.2 其他说明 1）计算采用大型通用计算软件ansys程序，核心筒的单元采用shell188壳单元，可考虑核心筒中配筋的影响；2）计算中主要复核在塔吊产生的水平施工荷载和竖向施工荷载影响下混凝土核心筒的主拉应力是否超过规范的设计值。由于核心筒施工时混凝土的养护达不到28天期龄，根据研究，混凝土的早期强度增长较快， 7天期龄强度能达到混凝土强度的70%左右，后期强度增长缓慢，因此，塔吊爬升施工时，取核心筒混凝土强度设计值的70%作为校核指标。3）荷载的动力系数取1.2。 第2章 第一爬升步核心筒施工承载力计算 2.1 计算模型 根据塔吊爬升方案，第一施工步时在-1层底板处安装首道爬升梁，在首层+9.800安装第二道爬升梁，建立该施工步核心筒的有限元模型，如图2.2-图2.3所示。 图2.1 整体模型 图2.2 外筒模型 图2.3 内墙模型 2.2 计算结果 2.2.1 无塔吊爬升时核心筒的应力状态 为了验算计算结果的可靠性，首先对没有塔吊爬升荷载作用下混凝土的应力状态进行计算，混凝土核心筒的主拉应力分布如图2.4所示。由计算结果可知，在没有塔吊爬升荷载作用下，混凝土核心筒的最大主拉应力约为0.74MPa，小于C80混凝土的主拉应力设计值2.22MPa的0.7倍，即1.55MPa。说明计算结果可考，也满足规范要求。 图2.4 无塔吊爬升荷载时核心筒的主拉应力（MPa） 2.2.2 荷载工况一作用下核心筒的主拉应力 图1.5 荷载工况一作用下核心筒的主拉应力（MPa） 荷载工况一作用下核心筒的整体应力分布情况如图2.5所示。在墙梁连接处和尖角处，计算所得局部应力集中较为严重，替除非塔吊爬升架作用点局部应力集中部位后，分别考察图2.5中所示的外墙B、内墙B、外墙C和内墙C，计算结果分别如图2.6-图2.11所示。通过计算结果可知，在荷载工况一作用下，塔吊第一爬升步时，核心筒700mm后外墙的主拉应力满足要求，而核心筒内350mm后剪力墙墙的主拉应力过大，可能会引起墙体的开裂，不满足规范的要求。 图2.6 荷载工况一作用下核心筒外墙B的主拉应力（MPa） 图2.7 荷载工况一作用下核心筒内墙B的主拉应力（MPa） 图2.8 荷载工况一作用下核心筒内墙B上爬升梁处主拉应力（MPa） 图2.9 荷载工况一作用下核心筒外墙C的主拉应力（MPa） 图2.10 荷载工况一作用下核心筒内墙C的主拉应力（MPa） 图2.11荷载工况一作用下核心筒内墙C下爬升梁处的主拉应力（MPa） 2.2.3 荷载工况二作用下核心筒的主拉应力 荷载工况二作用下的计算结果见图2.12-图2.17所示。由计算结果可知，只有外墙B处的主拉应力满足规范要求，其它部位均不满足要求。 图2.12 荷载工况二作用下核心筒外墙B的主拉应力（MPa） 图2.13 荷载工况二作用下核心筒内墙B的主拉应力（MPa） 图2.14 荷载工况二作用下核心筒内墙B上爬升梁处主拉应力（MPa） 图2.15 荷载工况二作用下核心筒外墙C的主拉应力（MPa） 图2.16 荷载工况二作用下核心筒内墙C的主拉应力（MPa） 图2.17 荷载工况二作用下核心筒内墙C下爬升梁处的主拉应力（MPa） 2.2.4 小结 从第一爬升步两种工况的计算结果可知，塔吊爬升产生的施工荷载对核心筒的面外承载能力具有较大的影响，混凝土墙可能开裂，建议采用施工加固措施。随着塔吊爬升高度的增加，核心筒的厚度和混凝土强度均降低，同时风荷载的作用也不容忽视。因此需要在考虑风荷载的