論塔吊超長(zhǎng)附著的設(shè)計(jì)

1、論塔吊超長(zhǎng)附著的設(shè)計(jì)引論：塔式起重機(jī)的安裝說(shuō)明書中對(duì)其附著裝置的制作、內(nèi)力、安裝使用要求均有詳細(xì)論述，安裝單位按說(shuō)明執(zhí)行即可。實(shí)際施工中，由于建筑形式多變，往往出現(xiàn)塔機(jī)安裝位置與建筑物可錨固點(diǎn)的距離超過(guò)使用說(shuō)明的情況，需增長(zhǎng)附著桿，或附著桿與建筑物連接的兩支座間距改變時(shí)，需進(jìn)行附著計(jì)算。本文著重論述附著桿計(jì)算、附著支座計(jì)算。1、 許多建筑安全計(jì)算軟件都可以用來(lái)進(jìn)行超長(zhǎng)附著的計(jì)算，其計(jì)算程序大同小異，普遍存在以下二個(gè)方面的缺陷：一是附著桿內(nèi)力計(jì)算時(shí)，塔吊工況分析不正確，各工況下內(nèi)力取值不明確，一筆帶過(guò)，例如品茗安全計(jì)算軟件對(duì)附著很難弄清是否與實(shí)際相符；二是附著桿設(shè)計(jì)采用單根型鋼，無(wú)法進(jìn)行組合截面

2、的計(jì)算，設(shè)計(jì)出的附著桿選型很大，不能利用。本文通過(guò)對(duì)附著整體設(shè)計(jì)過(guò)程的分析，對(duì)塔吊超長(zhǎng)附著的設(shè)計(jì)一個(gè)清晰的思路，有助于實(shí)際問(wèn)題的解決。附著桿計(jì)算（1） 附著桿內(nèi)力超長(zhǎng)附著桿的內(nèi)力在說(shuō)明書中一般無(wú)規(guī)定，需進(jìn)行計(jì)算。附著桿的安裝高度在塔機(jī)說(shuō)明書中有規(guī)定，最上一道附著裝置的負(fù)荷最大，應(yīng)以此道附著桿的負(fù)荷作為設(shè)計(jì)附著桿截面的依據(jù)。附著式塔機(jī)的塔身可視為一個(gè)帶懸臂的多支承連續(xù)梁，其內(nèi)力及支座反力計(jì)算可采用軟件求解，本文利用清華大學(xué)土木系結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器研制組的力學(xué)求解器作為例子。塔機(jī)參數(shù)如下：計(jì)算采用廣東建機(jī)廠的QTZ80B型塔機(jī)為例，附著參數(shù)如下表，采用力學(xué)求解器求塔身內(nèi)力及其支座反力。如下塔吊荷載分布

3、圖：塔身剪力分布圖：二、關(guān)于附著桿的內(nèi)力計(jì)算各種參考資料均考慮兩種情況：計(jì)算情況1：塔機(jī)滿載工作，起重臂順?biāo)鞽-X軸或Y-Y軸，風(fēng)向垂直起重臂，計(jì)算情況2：塔機(jī)非工作，起重臂處于塔身對(duì)角線方向，風(fēng)由起重臂吹向平衡臂，如圖（a）、（b）所示： 附著桿的內(nèi)力按力矩平衡原理計(jì)算 對(duì)計(jì)算情況1，相關(guān)的建筑安全計(jì)算軟件認(rèn)為應(yīng)該是偏于安全的。下面是附著桿長(zhǎng)度如圖示意的情況下，塔機(jī)滿載工作，起重臂順?biāo)鞽-X軸的工況下的以力學(xué)求解器求解的結(jié)果：計(jì)算情況1下荷載的取值，塔身的剪力可以上步計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)。塔身扭矩是塔身所承受的由于回轉(zhuǎn)慣性力（包括起吊構(gòu)件重、塔機(jī)回轉(zhuǎn)部件自重產(chǎn)生的慣性力）而產(chǎn)生的扭矩與由于風(fēng)力而

4、產(chǎn)生的扭矩之和。本例中的取值由廠家提供，建議在超長(zhǎng)附著設(shè)計(jì)時(shí)，要求廠家提供相關(guān)數(shù)據(jù)，以求計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。塔機(jī)位于回轉(zhuǎn)的啟、制動(dòng)狀態(tài)；風(fēng)向與回轉(zhuǎn)方向一致；最大起重量為200 000N 及其所在的工作幅度為22.4m。 2）風(fēng)載每節(jié)吊臂的風(fēng)載Fwb 3 212N，吊重風(fēng)載Fwz 6 000N，配重塊的風(fēng)載Fwg 2 062N，平衡臂風(fēng)載Fwp 34 500N 和起升機(jī)構(gòu)風(fēng)載Fwq 850N 。 3）行走慣性力配重塊的行走慣性力Hpz 6 270N,起升機(jī)構(gòu)的行走慣性力Hq 200N，平橫臂的行走慣性力Hp1 940N，每節(jié)吊臂的行走慣性力Hn 171.5N、383N、628.5N、688.5N、

5、906N、922.8N、1 009.6N、196N，短拉桿行走慣性力Hdl 96N，長(zhǎng)拉桿行走慣性力Hcl 920N，變幅機(jī)構(gòu)行走慣性力Hbj 98N，吊重的行走慣性力Hdz 4.8N。 4）整機(jī)扭矩M總=MF+Mg 693 650Nm ，其中風(fēng)載的扭矩MF 507 330Nm，行走慣性力的扭矩Mg 186 320Nm。 下面是附著桿長(zhǎng)度如圖示意的情況下，塔機(jī)滿載工作，起重臂順?biāo)鞽-X軸的工況下的以力學(xué)求解器求解的結(jié)果：計(jì)算情況2下荷載的取值：此情況下無(wú)扭矩作用，風(fēng)力按塔機(jī)使用地區(qū)的基本風(fēng)壓值計(jì)算。風(fēng)載每節(jié)吊臂的風(fēng)載Fwb 3 212N，配重塊的風(fēng)載Fwg 2 062N，平衡臂風(fēng)載Fwp 34 500N 和起升機(jī)構(gòu)風(fēng)載Fwq 850N 。在工況2如下圖塔身剪力分布圖 附著桿軸力圖：上述兩種情況下各桿都有受壓及受拉的情況，為安全及制作方便，建議選用各桿中最大的壓力值及拉力值進(jìn)行桿件設(shè)計(jì)。各桿的設(shè)計(jì)截面也應(yīng)統(tǒng)一，以利制作與安裝。2、 附著桿的截面選用建議選用組合型鋼截面，超長(zhǎng)附著桿的長(zhǎng)度18米之后，其自重可能在數(shù)噸之上，給附著框的設(shè)計(jì)加工帶來(lái)很大困難，選用組合截面，一方面組合截面可形成對(duì)稱的截面形式，滿足使用要求，另一方面也是控制附著桿自重的需要。如下圖的示意形式。組合型鋼截面應(yīng)做成對(duì)稱形式，使