論塔吊超長附著的設計

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

2、的計算，設計出的附著桿選型很大，不能利用。本文通過對附著整體設計過程的分析，對塔吊超長附著的設計一個清晰的思路，有助于實際問題的解決。附著桿計算（1） 附著桿內力超長附著桿的內力在說明書中一般無規(guī)定，需進行計算。附著桿的安裝高度在塔機說明書中有規(guī)定，最上一道附著裝置的負荷最大，應以此道附著桿的負荷作為設計附著桿截面的依據。附著式塔機的塔身可視為一個帶懸臂的多支承連續(xù)梁，其內力及支座反力計算可采用軟件求解，本文利用清華大學土木系結構力學求解器研制組的力學求解器作為例子。塔機參數如下：計算采用廣東建機廠的QTZ80B型塔機為例，附著參數如下表，采用力學求解器求塔身內力及其支座反力。如下塔吊荷載分布

3、圖：塔身剪力分布圖：二、關于附著桿的內力計算各種參考資料均考慮兩種情況：計算情況1：塔機滿載工作，起重臂順塔身X-X軸或Y-Y軸，風向垂直起重臂，計算情況2：塔機非工作，起重臂處于塔身對角線方向，風由起重臂吹向平衡臂，如圖（a）、（b）所示： 附著桿的內力按力矩平衡原理計算 對計算情況1，相關的建筑安全計算軟件認為應該是偏于安全的。下面是附著桿長度如圖示意的情況下，塔機滿載工作，起重臂順塔身X-X軸的工況下的以力學求解器求解的結果：計算情況1下荷載的取值，塔身的剪力可以上步計算結果為準。塔身扭矩是塔身所承受的由于回轉慣性力（包括起吊構件重、塔機回轉部件自重產生的慣性力）而產生的扭矩與由于風力而

4、產生的扭矩之和。本例中的取值由廠家提供，建議在超長附著設計時，要求廠家提供相關數據，以求計算結果的準確性。塔機位于回轉的啟、制動狀態(tài)；風向與回轉方向一致；最大起重量為200 000N 及其所在的工作幅度為22.4m。 2）風載每節(jié)吊臂的風載Fwb 3 212N，吊重風載Fwz 6 000N，配重塊的風載Fwg 2 062N，平衡臂風載Fwp 34 500N 和起升機構風載Fwq 850N 。 3）行走慣性力配重塊的行走慣性力Hpz 6 270N,起升機構的行走慣性力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，長拉桿行走慣性力Hcl 920N，變幅機構行走慣性力Hbj 98N，吊重的行走慣性力Hdz 4.8N。 4）整機扭矩M總=MF+Mg 693 650Nm ，其中風載的扭矩MF 507 330Nm，行走慣性力的扭矩Mg 186 320Nm。 下面是附著桿長度如圖示意的情況下，塔機滿載工作，起重臂順塔身X-X軸的工況下的以力學求解器求解的結果：計算情況2下荷載的取值：此情況下無扭矩作用，風力按塔機使用地區(qū)的基本風壓值計算。風載每節(jié)吊臂的風載Fwb 3 212N，配重塊的風載Fwg 2 062N，平衡臂風載Fwp 34 500N 和起升機構風載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行桿件設計。各桿的設計截面也應統(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，超長附著桿的長度18米之后，其自重可能在數噸之上，給附著框的設計加工帶來很大困難，選用組合截面，一方面組合截面可形成對稱的截面形式，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。組合型鋼截面應做成對稱形式，使