1、塔吊附着受力验算王宇中交一公局第三工程有限公司摘 要 ：在附着自升式塔机的实际应用中，比较重要的应用设计就是附着撑杆的设计计算问题。本文通过对附着杆的强度验算来分析说明自升式塔吊的安全稳定性问题。 关键词 ：附着杆 强度验算1、概论在附着自升式塔机的实际应用中，比较重要的应用设计就是附着撑杆的设计计算问题。QT80 型塔机出场的附件及其使用说明书上介绍的，均只要求塔机中心距离墙边的距离为 4m.。但在实际工作中，由于现场的原因，往往不受此尺寸的控制，升值有超过此尺寸达 2-3 倍以上的情况。故此需要在现场重新设置附着撑杆，这在实际工作中经常出现又必须解决的难题。当自升式塔机在达到其自由高度需继
2、续往上顶升接高时，为了塔身的稳固能力，必须通过锚固装置附着在建筑结构上。一般说来，塔机的附着在其使用说明书上有具体要求，应严格遵照执行：对塔身断面为 1.6m1.6m-1.8m1.8m 的自升塔机，第一道附着装设于塔身高度 30-35m 处。关于附着撑杆的受力计算，我认为塔机的附着撑杆从其结构属于二力杆，应在求出每杆的最大内力后，在按压杆的稳定性来校核，较符合其力学理论。2、计算2.1.支座力计算本文对蔡家嘉陵江大桥北引桥P10墩的塔吊的附着受力进行分析.P10墩高71米，塔吊塔身在墩身右侧3.5米处，为QTZ80型塔吊。塔机在工作现场架设附着后，塔机产生出的各种主要荷载，基本出现在最上一道附
3、着上部的塔身悬出部分。因此，这种连续梁的竖直多跨静定支撑，向上伸展中，每加一道附着支承时，只要校核这最上面的一道附着支撑是稳定，无疑下面的支撑也是稳定的，则整体塔身附着也是稳定的。因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:风荷载标准值应按照以下公式计算： k= 0 z s z = 0.4001.1701.0900.700 =0.357 kN/m2；其中 0 基本风压(kN/m 2)，按照建筑结构荷载规范(GBJ9)的规定采用： 0 = 0.400 kN/m2； z 风压高度变化系数，按照建筑结构荷载规范
4、(GBJ9)的规定采用： z = 1.090 ； s 风荷载体型系数： s = 1.170； z 高度Z处的风振系数， z = 0.700；风荷载的水平作用力：q = WkBKs = 0.3571.5000.200 = 0.107 kN/m；其中 W k 风荷载水平压力，W k= 0.357 kN/m2；B 塔吊作用宽度，B= 1.500 m；Ks 迎风面积折减系数，K s= 0.200；实际取风荷载的水平作用力 q = 0.107 kN/m；塔吊的最大倾覆力矩：M = 611.000 kNm；弯矩图变形图剪力图计算结果: N w = 55.1715kN ； 2.2附着杆内力计算计算简图:计算
5、参量b 1=3.5m,a1=1.2m，a 2=3.8m，T 1=T3=3.99m，T 2=4.48mT1cos1-T2cos2-T3cos3=-NwcosF y=0T1sin 1+T2sin 2+T3sin 3=-NwsinM0=0T1(b1+c/2)cos 1-( 1+c/2)sin 1+T2-(b1+c/2)cos 2+( 2- 1-c/2)sin 2+T3-(b1+c/2)cos 3+( 2- 1-c/2)sin 3=Mw其中: 1=arctanb1/a1 2=arctanb1/(a2-a1) 3=arctanb1/(a2- a1-c)2.2.1 第一种工况的计算:塔机满载工作，风向垂直
6、于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。将上面的方程组求解，其中 从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大的轴压力和轴拉力。杆1的最大轴向压力为: 80.46 kN；杆2的最大轴向压力为: 89.32 kN；杆3的最大轴向压力为: 0.00 kN；杆1的最大轴向拉力为: 39.39 kN；杆2的最大轴向拉力为: 0.00 kN；杆3的最大轴向拉力为: 127.13 kN；2.2.2 第二种工况的计算:塔机非工作状态，风向顺着着起重臂, 不考虑扭矩的影响。将上面的方程组求解，其中 = 45， 135， 225， 315，M w = 0，分别求得各附
7、着最大的轴压力和轴拉力。杆1的最大轴向压力为: 59.92 kN；杆2的最大轴向压力为: 24.05 kN；杆3的最大轴向压力为: 52.66 kN；杆1的最大轴向拉力为: 59.92 kN；杆2的最大轴向拉力为: 24.05 kN；杆3的最大轴向拉力为: 52.66 kN；3.附着杆强度验算3.1 杆件轴心受拉强度验算验算公式:= N / A n f其中 -为杆件的受拉应力；N -为杆件的最大轴向拉力,取 N =127.131 kN；An -为杆件的截面面积， 本工程选取的是 钢管1005mm；An=/4100 2（10025） 21492.257 mm 2。经计算， 杆件的最大受拉应力 =
8、127131.395/1492.26 =85.194N/mm 2，最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力 215N/mm 2, 满足要求。3.2 杆件轴心受压强度验算验算公式:= N / A n f其中 -为杆件的受压应力；N -为杆件的轴向压力， 杆1: 取N =80.457kN；杆2: 取N =89.323kN；杆3: 取N =52.661kN；An -为杆件的截面面积, 本工程选取的是 钢管1005mm；An=/4100 2（100-25） 2 = 1492.257 mm2。I -钢管的惯性矩 ，I = /64100 4- (100-25)4 = 1688115.177m4i -钢管的回旋半径
9、 ，i = (1688115.177/ 1492.257) 1/2 = 33.634m -杆件长细比，杆1:取=125， 杆2:取=151， 杆3:取=125 -为杆件的受压稳定系数， 是根据 查表计算得：杆1: 取=0.411， 杆2: 取=0.304， 杆3: 取=0.411；经计算， 杆件的最大受压应力 =196.901 N/mm 2，最大压应力不大于拉杆的允许压应力 215N/mm 2， 满足要求。4.结论塔机附着撑杆在建筑物结构上的固定点应遵照下述原则选定：1 两附着固定点之间的距离应适度；2 附着固定点应设置在丁字墙（承重隔断墙和外墙汇交点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处；3 对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；4 在无外墙转角或承重墙的情况下，可通过窗洞使撑杆固定在建筑承重内墙上；5 附着固定点应布设在靠近楼板处，以利传力便于安装。王宇 男 1986.08 本科 助理工程师
