超高层建筑施工中塔机附墙形式设计优化

超高层建筑施工中塔机附墙形式设计优化

苏卫华

广西建工集团建筑机械制造有限责任公司530000

摘要：在超高层建筑施工过程中，对塔机附墙形式进行优化设计，能够符合施工现实需求，并且保证安全性与经济性。本文就工程特点及难点加以明确，阐述附墙框架、附墙杆内应力复核，进一步探讨超高层建筑施工中塔机附墙形式设计优化的实施效果，旨在促进塔机安全使用的顺利实现，仅供相关人员参考。

关键词：超高层建筑施工；塔机；附墙形式；设计优化

引言

本文以某市超高层建筑施工项目为例，该项目总建筑面积为148604m2，就建筑层数来看，地下3层，地上55层，总高度为202m。超高层建筑施工中，布置两台塔机，一台负责吊运钢结构，另一台采取附墙形式，布置于工程西南部位，为辅助垂直运输机械，以满足施工需求。

1工程特点与难点

1.1辅助机型选择

在超高层建筑施工中，塔机作为项目辅助机械，在机型选择上面临着一定难度，由于建筑结构复杂，高度较高，无论是机械设备结构高度还是绳筒绕绳量都需要满足施工要求，要能够在使用中达到220m。对于外附式机械的选用，作为辅助机械，必须要避让结构中间的吊运钢结构的塔机，并且该机械要能够与小钢结构吊运相配合，吊运单件重量需满足4500kg。在电机持续力方面，要能够直接吊至最高高度，中间并没有钢平台满足其停放需求，这就对电机持续力提出了较高的要求。在辅助机型选择过程中，起重臂长度在30m为最佳，以满足超高层建筑施工的使用需求。基于项目成本角度出发，多选择辅助机型应当在吨位与价格方面达到最优状态，以科学控制超高层建筑施工项目的成本。

综合以上要素进行分析可知，在超高层建筑施工中，所选择塔机应在高度上达到220m，单机吨位需比较大，要能够承担吊运单件重量，满足施工需求并且具有良好的经济性与实用性。塔式起重机刚好能够符合这一标准，各项条件能够满足超高层建筑施工的使用需求。

1.2塔机在施工中的难点

在超高层建筑施工过程中，塔机的应用不可与结构中间负责吊运钢结构的塔机相碰触，并且要保证其能够最大程度上对施工面进行覆盖，要在安装与拆卸方面存在一定便利性，在综合考虑后，决定将塔机布设于建筑西南部位。在塔机布置过程汇总，要对基础支撑、结构梁、柱等进行综合分析，保证位置关系合理，依照标准将塔机标准节加以定位，确保与基坑支撑梁保持紧贴状态，不可出现移位情况，也不可出现角度转动情况，这一位置的选择，不会对塔机安装与拆卸产生影响，实际施工过程中，也能够结合上部施工需求来对塔机加以运行。依据塔机附墙使用标准出发，在单面三杆的设计形式下，其与建筑物之间相对位置关系并不理想，为达到良好的附着效果与受力角度，需要以悬挑钢结构来对塔机附墙左端进行支持。针对此种情况，结合超高层建筑物的实际情况出发，适当调整附墙框架，以双面四杆形式来实现塔机附墙，整体结构更为稳定，无需以悬挑钢结构为支持，如图1所示。

2.2作用到附墙框处的载荷

通过计算可知，附墙框水平方向荷载为6.5t，将其看作是荷载1。就附墙框所受弯矩来看，塔吊附墙过程中，塔身附墙部位所承受挖掘为265t.m，将这一弯矩进行转换，可以形成一对作用力，以附墙框和基础作为对象，第一道附墙与基础之间距离为13.4m，通过挖局和上述附墙与基础之间距离进行计算，可以获得荷载2。之后将荷载1与荷载2综合起来，可以计算出附墙框上所受到最大的水平力大小，即19.78+6.5=26.28t。通过观察可知，附墙框上均匀作用着四个点，附墙框所受弯矩可得以计算出来，为64kN。

就附墙框部位扭矩作用来看，在附墙框为2m×2m的情况下，可以于其上将扭矩等效成一对作用力，作用方向如图2所示。

基于此，对节点部位作用力进行计算，F2=250kN·m&pide;2&pide;2=62.5kN。将F1和F2这两个荷载依据差异化的方向来进行组合，可以形成8种工况，F1沿X正方向、X负方向、Y正方向或Y负方向的情况下，F2可以分别沿X正负方向、X负正方向、Y正负方向和Y负正方向进行组合。

通过汇总可知，在塔机附墙形式采用单面三杆附着形式时，各个工况中最大内应力可以达到290.7kN，附墙框最大内应力为161.7kN，而在双面四杆附墙形式下对塔机实施附墙时，各个工况中杆最大内应力可以达到232.2kN，附墙框内最大内应力可达105.7kN，这是前者所无法比拟的。因此在超高层建筑施工中，塔机附墙形式的优化设计，可以以四杆双面附着形式取代单面三杆附着形式，其在内应力方面达到良好效果，在附墙杆和附墙框架方面都有着鲜明的体现，可以满足超高层建筑施工的使用要求，塔机使用安全性也得到明显增加，这就能够为超高层建筑施工的顺利进行提供可靠支持。

3超高层建筑施工中塔机附墙形式设计优化的实施效果

工程实践表明，在对塔机附墙形式进行优化设计后，能够更好的应用于超高层建筑施工中，实现了单面三杆附着形式向双面四杆附着形式的转变，预期效果得以实现。塔机能够在220m高度下实现安全施工，塔机运行整个过程中，通过垂直角度来观察，塔机不存在偏差，附墙杆与附墙框架并没有出现任何损坏与拉裂等，能够确保使用的安全性。

结语

总而言之，在塔机附墙形式的设计优化过程中，应当结合超高层建筑施工的实际情况出发，在整合多项因素并开展综合分析的基础上，对塔机附墙形式进行合理调整，确保满足超高层建筑施工标准和要求，并且塔机使用需安全可靠，不可出现损坏等，这就便于通过塔机使用价值的发挥，来推进超高层建筑施工的顺利安全进行。

参考文献

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