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不利条件下的塔吊附墙布置

发布时间:2021-05-21人气:38

1前言

  对于部分建筑的立面构造复杂,结构平面在不同层次变化较大的建筑物外侧,塔吊较难标准布置,存在附墙布置长度或者布置点不满足要求等难题。如某工程总建筑面积280440㎡,28个单位工程,共布置29台塔吊,其中,图文信息中心楼地下1层、地上6层,建筑高度39.15m,造型复杂,6层檐口最大外挑4.9m,屋顶布置斜向层阶状布置的钢结构,为了满足工程施工需要至少需布置2台塔吊,考虑成本布置了2台QT63(5510型)塔吊,因此出现局部塔吊附墙不满足标准要求。

  2塔吊附墙的布置

  2.1塔吊附墙位于悬挑梁板部位的布置

  图文信息中心主楼部分东西两侧部位为5层建筑,屋面均存在悬挑檐口,最大悬挑长度为4.9m,因此,布置塔吊时需根据建筑外挑位置考虑塔吊拆卸和建筑外脚手架的影响,布置了2台。因塔吊的独立高度超过了40m,塔吊均需考虑增加附墙,其中,1#塔吊附墙布置在5层结构顶部(顶标高25.5m)的外挑板上,而2#塔吊由于布置时受建筑基础的影响出现上部一侧附墙不能有效与5层结构顶部建筑连接,需考虑采取增强措施。

  1#塔吊中心距离5层外悬挑结构边的距离为3.5m,距离结构主轴线梁的距离为7.0m,塔吊附墙如果按主结构梁位置,附墙长度过长,需进行重新设计并进行专项论证,按附着在5层顶外挑结构上,为标准附墙,但需复核结构承载强度是否满足塔吊附墙的最大侧向荷载要求。5层顶结构外挑梁板,外侧边梁截面200*440,配筋2φ18;2φ18,8 150(2)。

  塔吊使用说明书提供的附墙最大荷载值为(如图1所示):

源泰

源泰

  附墙支撑点1位置距悬挑梁轴线左侧970mm,2点位于轴线右侧3030mm;左侧边梁跨度为7.2m,右侧边梁跨度为5.2m。根据计算,在不考虑边梁内侧120厚楼板共同作用时,边梁的侧向刚度严重不足,悬挑梁的计算可满足设计要求。综合考虑楼板侧向刚度时,可以满足塔吊附墙传递荷载的要求,但由于塔吊附墙是附着于梁侧,而外挑板位于边梁的底部,造成悬挑板边梁上侧侧向刚度不足,需通过加强措施以保证附墙的安全。

  对附墙部位进行力学计算,采取对附墙支承部位的结构进行加强的方法保证附墙的安全使用,对塔吊附墙段边梁采取加宽100厚,增加配筋的做法,调整后边梁截面为300*440,配筋为:4φ18;4φ18,Nφ425;φ8 100(4)。通过与设计沟通,同意在原结构部位进行加强处理,确保塔吊使用和结构安全。

  为确保边梁的刚度,并将附墙荷载传递到板面,采取在梁内侧与板面增加L形钢板并加设3片侧向加劲肋传递荷载,具体做法如附图2所示。

源泰

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  图2挑檐梁板侧向传力装置示意图

  对于塔吊附墙位于阳台外侧构造边梁部位,也可采用此做法,构造做法案例:阳台边挂梁,跨度为3.3m、截面为200mmx400mm,配筋ø6 200、2φ14、3φ14;阳台板厚100,配筋8 150双层双向,根据结构构件承载力计算,阳台边梁满足不了塔吊附墙的侧向力的承载力,需采取加固措施。阳台结构梁板的整体承载力满足塔吊附墙传递的最大荷载,现场采取阳台板下梁内侧增加传力板的方式解决,将塔吊附墙杆件的力通过传力钢板传递至楼板及内部结构上。具体做法如图3所示。

源泰

  图3阳台梁板侧向传力装置示意图

  2.2结构窗间墙下附墙的加强处理

  另一楼座,由于受基础承台及基础桩及地下室梁板等的影响,塔吊布置位置不理想,存在一侧附墙位于剪力墙中间的飘窗下,而飘窗下方设计为空调板位置,而窗下楼层间梁截面为200*400,内侧楼板厚120,考虑后期二次结构施工,采用窗下填充墙改为钢筋混凝土墙,墙厚200、高450、窗间墙长2100,墙体混凝土强度C30,根据附墙荷载进行窗间墙的配筋计算,配筋为:水平筋12 150,竖向筋12 150。通过与设计沟通后,采用此方案,即在塔吊附墙层的飘窗下墙体采用增加短墙替换原砌体构造,墙体与结构剪力墙同时施工,这样即有利于结构施工,又保证了塔吊附墙的使用安全。

  在增设窗间飘窗下墙内预埋穿墙螺栓孔,利于塔吊附墙锚固板在墙内外两侧设置钢板,用φ32穿螺墙螺杆进行固定。

  2.3塔吊位于建筑角部一侧小角度附墙构造处理

  对于部分群体建筑,根据现场建筑布局和施工段的情况,通过调整塔吊布置位置来尽可能发挥塔吊的使用效率,减少塔吊使用数量,如图4a为初始塔吊布局为8台,图4b为调整后塔吊布置为6台。由此,会出现局部塔吊附墙角度和附墙长度不符合塔吊说明书要求,需对塔吊附墙进行构造处理。

  如图5a、5b所示,塔吊布置于建筑的外角,塔吊的一侧平面位于建筑南侧主轴线,塔吊中心距墙面距离为4.40m,塔吊南侧的附墙与墙轴线接近垂直,双支撑点外侧轴力T1不变,内侧杆件T2轴力略增大,单点支承于结构上的杆件T3的轴力增加约24%,轴压力较大,轴拉力较小。综合考虑施工方便采取大角度附墙布置,复核计算附墙杆件承载力,调增杆件截面,以满足承载力要求。

源泰

  图4a调整前塔吊布置图4b调整后塔吊布置

  源泰

  图5a附墙正常角度时平衡支撑布置

源泰

  图5b非正常角度附墙布置

  2.4塔吊远离建筑时超长附墙构造处理

  对于部分群体建筑,根据现场建筑布局和施工段要求可能出现塔吊远离建筑结构,形成附墙杆件超长,而对于越长附墙杆件,将因较长而造成长细比过大而不满足抗压承载力要求,需增大附墙杆件的截面,因此,可减小附墙杆件的长度,避免长细比过大造成压应力承载不满足,通过增大附墙杆件与墙体间的角度,但角度不宜超过75°。对于附墙长度超过8m的钢管附墙,建议在附墙长度1/3-1/2处增加上斜拉杆,以减小附墙下挠变形对受压承载力的影响,建议采用格构式附墙,提高构件截面刚度。

  2.5附墙与墙体间不同角度状态下杆件受力分析及布置建议

  根据基础及结构平面的布置,塔吊布置位置可能局限于一定区域,而不利于附墙点的布置,会出现部位附墙固定点远离或紧靠塔吊布置点,因此需通过计算分析,优化布置附着固定点。图6所示为标准距离时部分角度下附墙布置,通过计算分析不同角度状况下受力,以利附墙布置。

源泰

  图6不同附墙角度布置示意图

  QTZ63(5510塔吊)附墙不同安装角度状态附墙杆件受力比较

源泰

  根据模型计算分析可以看出,在塔吊附墙标准布置下受力杆件的轴力基本均衡,以两杆拉结点标准角度、单支点杆件角度为45°时受力最小,而以附墙与结构接近90度时受力最大,角度均小于60°时受力也逐步增大,两侧附墙均为45度时比标准角度时增大约21-25%。

  附墙不同安装角度状态附墙点位墙体受力比较

源泰

  对于附墙点位应尽量布置于剪力墙与梁板交接部位、或者是“L”、“T”剪力墙交接部位,对于框架结构,尽量布置于梁柱交接部位和梁板交接部位,避免布置于梁下侧或边缘部位。

  根据附墙最大受力点,需考虑结构构件的承载力是否满足塔吊附墙最大压、拉力,如果结构构件点受力超过结构构件承载力,应调整塔吊附墙的位置或者采用结构补强措施。


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