垂直运输机械

独立式整体钢筋混凝土基础如图4.8所示，适用于无底架固定式 自升式塔式起重机。其构造特点是：塔式起重机的塔身结构通过塔 身基础节、预埋塔身框架或预埋塔身主角钢等固定在钢筋混凝土基 础上，从而使塔身结构与混凝土基础连成一体，并将起重机上部载 荷全部传递地基。由于整体钢筋混凝土基础的体形尺寸是考虑塔式 起重机的最大支反力、地基承载力以及压重的需求而选定的，因而 能确保塔式起重机在最不利工况下均可安全工作，不会产生倾翻事 故。
图4.9
ZTl20自升式塔式起重机基础简图
式中：N——每个基础承担的垂直载荷； G——基础自重，可按0.06N估算； d ——许用地基承载力(具体取值需根据地质报告确定)， 常用灰土处理后的地基承载力为200kN/m2； d ——20kN/m3； d——基础埋深(从基础顶到地面高度)(m)。 3) 基础平面尺寸的确定 基础浇筑成正方形，其边长为
(4-9)
式中：——安全系数，=1.5。 4) 初步确定基础高度 基础高度的初步确定，见式(4-3)。 根据稳定性条件验算基础重量：
2Mk V a
(4-10)
式中：M——起重机倾覆力矩(N·m)； k——最小稳定系数(附载时)，不考虑惯性力、风力和离心力， k=1.4； V——基础体积(m3)； ——混凝土容重(t/m3)， =25t/m3。 5) 验算基础冲切强度及基础配筋计算 基础冲切强度及基础配筋计算同分块基础，但在进行冲切强度验算 时，式(4-4)中的安全系数应取值为2.2。
● 4.1.2 固定式塔吊基础的计算
塔式起重机上部载荷传递到底座的力，大致由中心受压、在x或y 轴向的弯矩和起重臂旋转所引起的扭转惯性力等组成。随着塔式起 重机的类型不同，底座力传递对象也有所不同：行走式为轨道基础， 自升式、内爬式为支承架，附着固定式为钢筋混凝土基础。在 设 计计算中应根据具体作业特点分别计算。 高层建筑施工用的附着式塔式起重机，大都采用小车变幅的水平 臂架；幅度亦多在50m以上，无须移动作业即可覆盖整个施工范围， 因此多采用钢筋混凝土基础。 钢筋混凝土基础有多种形式可供选用。对于有底架的固定自升式塔 式起重机，可视工程地质条件、周围环境以及施工现场情况选用X 形整体基础、条块分隔式基础或者是独立块体式基础。对无底架的 自升式塔式起重机则采用整体式方块基础。 X形整体基础如图4.5所示的形状及平面尺寸大致与塔式起重机X 形底架相似，塔式起重机的X形底架通过预埋地脚螺栓固定在混凝 土基础上。此种形式多用于轻型自升式塔式起重机。
长条形基础如图4.6所示，由两条或四条并列平行的钢筋混凝土底 梁组成，分别支承底架的四个支座和由底架支座传来的上部载荷。 当塔式起重机安装在混凝土砌块人行道上或者是原有混凝土地面 上，均可采用此种形式的钢筋混凝土基础。
图4.5
X形整体式钢筋混凝土基础
图4.6 条块分隔式钢筋混凝土基础
分块式基础如图4.7所示，由四个独立的钢筋混凝土块体组成， 分别承受由底架结构传来的上部载荷，块体的构造尺寸视塔式起 重机支反力大小及地耐力而定。由于基础仅承受底架传递的垂直 力，故可作为中心负荷独立柱基础处理。其优点是：构造比较简 单，混凝土及钢筋用量都较少，造价便宜。
图4.7 分块式钢筋混凝土基础
图4.8 独立式整体钢筋混凝土基础
1. 分块式基础的计算 塔式起重机基础如图4.9所示。 1) 确定基础预埋深度 根据施工现场地基情况而定，一般塔式起重机基础埋设深度为1～ 1.5m。 2) 基础面积F的估算 塔式起重机所需基础的底面积F按许用土地承载力估算如下：
N G F d d d
2．塔吊的分类 塔式起重机可按构造特点和起重能力等进行分类。 1) 按行走机构划分 分为自行式塔式起重机、固定式塔式起重机。 自行式塔式起重机能够在固定的轨道上、地面上开行。其特点是能 靠近工作点，转移方便，机动性强。常见的有轨道行走式、轮胎行 走式、履带行走式等。 固定式塔式起重机没有行走机构，能够附着在固定的建筑物或建 筑物的基础上，随着建筑物或构筑物的上升不断地上升。 2) 按起重臂变幅方法划分 分为起重臂变幅式塔式起重机和起重小车变幅式塔式起重机。前 者起重臂与塔身铰接，变幅时可调整起重臂的仰角，常见的变幅结 构有电动和手动两种；后者起重臂是不变(或可变)横梁，下弦装有 起重小车，变幅简单，操作方便，并能负载变幅。如图4.1、图4.2 所示。
m/min，变幅小车的运行速度最快可达45m/min；某些进口塔式起重 机的起升速度已超过200m/min, 变幅小车的运行速度可达90m/min。 另一方面，现代塔式起重机具有良好的调速性和安装微动性，可以 满足构件安装就位的需要。 (4) 一机多用。为了充分发挥起重机的性能，在装置方面，配备有 抓斗、拉铲等装置，做到一机多用。 (5) 起重高度能随安装高度的升高而增高。 (6) 机动性好，不需其他辅助稳定设施(如缆风绳)，能自行或自升。 (7) 驾驶室(操纵室)位置较高，操纵人员能直接(或间接)看到作业 全过程，有利于安全生产。 3．塔吊的主要性能参数
4．塔吊的布置
在编制施工组织设计、绘制施工总平面图时，合适的塔式起重机 安设位置应满足下列要求： (1) 塔式起重机的幅度与起重量均能很好地适应主体结构(包括基 础阶段)施工需要，并留有充足的安全余量。 (2) 要有环形交通道，便于安装辅机和运输塔式起重机部件的卡车 和平板拖车进出施工现场。 (3) 应靠近工地电源变电站。 (4) 工程竣工后，仍留有充足的空间，便于拆卸塔式起重机并将部 件运出现场。 (5) 在一个栋号同时装设两台塔式起重机的情况下，要注意其工作 面的划分和相互之间的配合，同时还要采取妥善措施防止相互干扰。
(4-4)
2
2
0

当a<a0+2h0时， A
1
a a ( 0 h )a 0 2 2
A2：当a≥a0+2h0时，A2=(a0+h0)a，当a<a0+2h0时，
A2 =(a0 h0 )h0 (h0 a0 a 2 ) 2 2
6) 配筋计算 土壤反力对基础底板产生的弯矩M：
a2 M d
(4-8)
式中：a——基础边长，可按下式初步估算：a=1.4 F ； M ——有弯曲作用产生的压应力，其大小为 M =M/Wd M——起重机的倾覆力矩(N·m)；
Wd——基础底面对垂直于弯曲作用平面的截面模量，Wd =a3/6(m3)。
(2)
N G d da 2 M 0 a2
● 4.1 塔吊
● 4.1.1 概述
1．塔吊的组成
塔吊又称塔机或塔式起重机。塔式起重机的结构特点是有一个直 立的塔身，起重臂安装在垂直塔身的上部，它是高层、超高层建筑 施工的主要施工机械。随着现代新工艺、新技术的不断广泛使用， 塔式起重机的性能和参数不断提高。 塔式起重机由金属结构部分、机械传动部分、电气控制与安全保 护部分以及与外部支承设施组成。金属结构部分包括行走台车架、 支腿、底架平台、塔身、套架、回转支承、转台、驾驶室、塔帽、 起重臂架、平衡臂架以及绳轮系统、支架等。机械传动部分包括起 升机构、行走机构、变幅机构、回转机构、液压顶升机构、电梯卷 扬机构以及电缆卷筒等。电器控制与安全保护部分包括电动机、控 制器、动力线、照明灯、各安全保护装置以及中央集电环等。外部 支承设施包括轨道基础及附着支撑等。
塔式起重机的主要性能参数包括起重力矩、起重量、起升高工作幅 度等参数。选用塔式起重机进行高层建筑施工时，首先应根据施工 对象确定所要求的参数。 1) 幅度 幅度，又称回转半径或工作半径，即塔吊回转中心线至吊钩中心线 的水平距离。幅度又包括最大幅度与最小幅度两个参数。高层建筑
施工选择塔式起重机时，首先应考察该塔吊的最大幅度是否能满足 施工需要。 2) 起重量 起重量是指塔式起重机在各种工况下安全作业所容许的起吊重物的 最大重量。起重量包括所吊重物和吊具的重量。它是随着工作半径 的加大而减少的。 3) 起重力矩 初步确定起重量和幅度参数后，还必须根据塔吊技术说明书中给出 的资料，核查是否超过额定起重力矩。所谓起重力矩(单位kN·m) 指的是塔式起重机的幅度与相应于此幅度下的起重量的乘积，能比 较全面和确切地反映塔式起重机的工作能力。 4) 起升高度 起升高度是指自轨面或混凝土基础顶面至吊钩中心的垂直距离，其 大小与塔身高度及臂架构造型式有关。一般应根据构筑物的总高度、 预制构件或部件的最大高度、脚手架构造尺寸及施工方法等综合确 定起升高度。
M
t
24
(a a0 )2 (2a a0 )
(4-5)
所需钢筋截面积Fg为:
Fg
kM s 0.875h0
(4-6)
式中：k——安全系数，k=2； s——钢筋强度设计值 所配钢筋截面积Fg应满足下式
Fg aH 0.15%
(4-7)
2. 整体式基础的计算 根据起重机在倾覆力矩作用下的稳定性条件和土壤承载条件确定 基础的尺寸和重量，计算式不考虑和基础接触的侧壁的影响。 1) 确定基础预埋深度 根据施工现场地基情况而定，一般塔式起重机基础埋设深度为 1～1.5m，但应注意须将基础整体埋住。 2) 基础面积的估算 所需基础的底面积F的估算见式(4-1)，但此处N为基础承担的垂 直载荷。 3) 基础平面尺寸的确定 基础浇筑成正方形，并应满足以下两个条件。 (1) N G d da 2
第4 章
高层建筑施工用垂直运输机械
● 4.1 塔吊
● 4.1.1 概述 ● 4.1.2 固定式塔吊基础的计算 ● 4.1.3 塔式起重机附墙装置的计算
● 4.2 施工电梯
● 4.2.1 概述 ● 4.2.2 施工电梯基础及附墙装置的构造做法
● 4.3 混凝土搅拌运输车与混凝土泵
● 4.3.1 混凝土搅拌运输车 ● 4.3.2 混凝土泵 ● 4.3.3 混凝土输送管路布置
a
4) 初步确定基础高度 按KTNC公式估算：
F
(4-2)