太原湖滨广场超高层内爬外挂塔吊外挂架设计.docx

1、太 原 湖 滨 广 场超 高 层 内 爬 外 挂 塔 吊 外 挂 架 设 计张 宏 周 辉 王 良 波 黄 熙 萍 肖 绪 良 杨 增 钰 吕 俊 杰（ 中建三局第二建设工程有限责任公司 ， 湖北 武汉 ）【 摘 要 】 随 着 社 会 和 经 济 的 发 展 ， 国 内 超 高 层 建 筑 也 得 到 了 前 所 未 有 的 突 破 ， 建 筑 高 度 屡 次 得 到 刷 新 ， 在 此 类 超 高 框 筒 结构 的 施 工 中 ， 采 用 一 套 可 循 环 周 转 的 钢 结 构 外 挂 支 撑 体 系 将 大 型 塔 吊 悬 挂 于 核 心 筒 外 壁 ， 使 塔 吊 随 着 核 心

2、筒 的 施 工 进 度 协 调爬升。通过介 绍塔吊内爬外挂附着方式的特点， 阐述超高层建筑施工中内爬外挂塔吊外挂架的设 计技术。【 关 键 词 】 超高层； 内爬外挂； 钢结构； 塔吊； 循环周转【 中 图 分 类 号 】 TU74 【 文 献 标 识 码 】 A 【 文 章 编 号 】 1671 3702（ 2012） 11 0026 07Design of Internal Climbing with External Suspension Tower Cranein Extra-high Rise Buildings of Taiyuan HubinZHANG Hong ZHOU Hui

3、 WANG Liang-bo HUANG Xi-pingXIAO Xu-liang YANG Zeng-yu L譈 Jun-jie(The Second Construction engineering Co., Ltd. of China Construction engineering Third Bureau, Wuhan Hubei , China)Abstract: The domestic extra -high rise buildings have unprecedented breakthrough with the development of society and ec

4、onomy, the height of buildings has been refreshed repeatedly. to make the crane climbing with the core tubes construction schedule consistently in the construction of these extra-high rise buildings, large crane is hanged on the outer wall of the concrete core tube by using a set of reusable recycla

5、ble steel combined shelves system. This paper describes the overall construction crane plug -climbing techniques in the extra-high rise buildings construction by introducing the plug attached to the inner climbing tower crane features.Keywords: extra-high rise building; internal climbing with extern

6、al suspension; steel; tower crane; cycle turnover现 代 超 高 层 建 筑 的 结 构 形 式 广 泛 采 用 “ 钢 筋 混 凝土 核 心 筒 钢 结 构 外 框 架 ” 的 结 构 形 式 ， 在 施 工 过 程 中 ， 塔 吊 作 为 最 主 要 的 垂 直 运 输 设 备 直 接 制 约 着 工 程 的 施 工 进 度 和 经 济 效 益 。 目 前 施 工 中 常 用 的 塔 吊 附 着 方 式有固 定 基础附着 式 、 传 统 内 爬 式 （ 即 塔 吊 布 置 于 核 心 筒 内 ） 两 种 形式 。 固 定 基础附着 式 塔吊需

7、 附 着于外 框 钢 结 构 ， 但 在 施 工 中 核 心 筒 结 构 往 往 领 先 于 外 框 钢 结 构 施 工 ， 此 附 着 方 式 塔 吊 不 能 随 着 核 心 筒 结 构 的 施 工 进度 而 协调爬 升 ， 制约 了 工 程 进 度 ， 且 由 于 标 准 节 数 量 的 增 加 、 塔 身 穿 过 楼 板 等 因 素 导 致 成 本 的 增 加 及 后 续 施 工 不 便 ， 而 内 爬 外 挂 塔 吊 施 工 技 术 则 通 过 一 套 可循 环 周 转 的 外 挂 支 撑 体 系 将 塔 吊 悬 挂 于 核 心 筒 外 壁 ，既 能 随 核 心 筒 施 工 进 度 持

8、 续 爬 升 ， 又 避 免 了 塔 身 穿 过 楼 板 等 不 利 因 素 ； 另 一 方 面 内 爬 外 挂 式 塔 吊 施 工 技 术 克 服了 核 心筒 内 平 面 尺 寸 小 不 能 布 置 两 台 及 以 上 塔 吊 的 问 题 ， 同 时 ， 与 传 统 内 爬 式 塔 吊 相 比 ， 塔 吊 依 附 于 核 心筒 外 壁 ， 使 塔 吊 更 靠 近 外 框 钢 结 构 ， 更 能 充 分 发 挥 塔 吊 的 机 械 效 率 。 内 爬 外 挂 支 撑 体 系 的 结 构 形 式 可 以 根 据 工程实 际 设计 为 “ 斜 拉 式 ” 或 “ 斜 撑 式 ” 或 两 种 形 式

9、 的 组合 ， 主要 的 构 件 包 括 支 撑 横 梁 、 斜 拉 杆 、 水 平 支 撑 、 斜 撑 杆 及 次 梁 。 内 爬 外 挂 式 塔 吊 施 工 技 术 成 功 地 应 用 于 太 原 湖 滨 广 场 综 合 项 目 工 程 ， 通 过 此 施 工 工 艺 成 功 地 解 决了 垂 直运输 问 题 ， 提 高 了 施 工 工 效 ， 加 快 了 工 程 的 施工进 度 。作 者 简 介 ： 张 宏 ， 男 ， 项 目 总 工 ， 研 究 方 向 ： 现 场 综 合 技 术 管 理 。- 26 -工 程 概 况太原湖滨 广 场综合 项 目工程 由 裙楼 和 主 楼 两 部 分 组

10、 成 ， 裙 楼 地 下 三 层 ， 地 上 四 层 ， 为 钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 ， 主 楼 则 采 用 钢 结 构 外 框 架 和 混 凝 土 核 心 筒 组 成 的 结 构体系 ， 地 下 三 层 ， 地 上 47 层 ， 建 筑 总 高 度 208m， 总 建 筑 面 积 19.16 万 平 方 米 ， 核 心 筒 混 凝 土 强 度 C55 C60， 剪力墙厚度 最大处为 1000mm， 核心筒面 积 1 24 层 为 471.2m2， 25 47 层 缩 小 至 275.2m2， 外 框 钢 柱 为 钢 管 混 凝 土 柱 ， 钢 柱 截 面 最 大 为 1500 1

11、500 5050， 24 层 及 40 层 分 别 设 置 伸 臂 桁 架 加 强 层 ， 根 据 钢 结 构深化图 纸 ， 单个构 件 最大吊 装 重量 29.26t。号分别为 ZSL1000、 ZSL750， 两 台塔吊 固 定 基 础 无 附 着时 的 最 大 自 由 高 度 均 为 54m， 附 着 夹 持 间 距 均 为 1420m， ZSL1000 塔 吊 自 重 （ 含 配 重 ） 274t， ZSL750 塔 吊 自 重 （ 含 配 重 ） 195t， 两 台 塔 吊 均 采 用 内 爬 外 挂 的 附 着 形 式 ， 荷 载 工 况 类 型 一 致 ， 设 计 时 先 进 行

12、 ZSL1000 塔 吊 挂 架 的 设 计 ， 然 后 在 此 基 础 上 进 行 相 应 的 优 化 后 作 为 ZSL750 塔 吊 的挂架 。附 着 过 程 中 ， 塔 吊 的 倾 覆 力 矩 以 水 平 荷 载 的 形 式 作 用 于 附 着 框 上 ， H1 与 H2 总 是 以 相 反 的 方 向 出 现 ， 作 用 方 向 随 着 塔 吊 的 倾 覆 趋 势 的 变 化 而 变 化 ， 其 大 小 H1 及 H2 已考虑 了 风荷载的 作 用 ， 竖向 荷 载 V 主要 由 塔吊 自重及起 吊 构件重 量 组成 ， Mk 是 塔 吊前臂 在 转 动 过 程 中 产 生 的 对

13、塔 身 的 扭 矩 ， 以 下 以 ZSL1000 塔 吊 进 行 相 关论述 。塔吊内爬 工 况的荷 载 值及外 挂 架受 力 分 析 示 意 图 如 图 2、 表 1 所 示 。1内 爬 外 挂 塔 吊 的 特 点施工中 ， 采 用 一套循 环 组合挂 架 支撑 体 系 （ 以 下 简 称 ： 外 挂 架 ） 将 塔 吊 悬 挂 于 核 心 筒 的 外 壁 ， 塔 吊 自 带 液 压 顶 升 系 统 ， 通 过 塔 吊 与 外 挂 架 之 间 的 相 对 运 动 实 现 顶升 。 外 挂 架结构可 以 是 “ 斜拉 式 ” 或 “ 斜撑 式 ” ， 或两种 形式的 组 合 ， 主要 由 支

14、 撑 横 梁 、 斜 拉 杆 、 水 平 支 撑 ， 斜 撑 杆及次梁 五 个部 分 组 成 ， 由 支 撑 横 梁 、 水 平 支 撑 及 次 梁 构 成 水 平 框 架 ， 斜 拉 杆 与 斜 撑 杆 则 是 水 平 框 架 之 间 的 连接构 件 ， 同时承 担 部分竖向 荷 载 ， 如图 1 所 示 。2表1 外挂架荷载反力内爬外挂 塔 吊的爬 升 原理是 采 用特 定 的 外 挂 架 结构 将 塔 吊 附 着 于 核 心 筒 外 壁 上 ， 外 挂 架 结 构 由 三 套 外 爬框架组 成 ， 塔 吊 正 常 作 业 时 两 套 外 爬 框 架 共 同 作 业 ， 塔吊爬升 过 程

15、三 套 外 爬 框 架 交 替 作 业 。 整 套 体 系 中 ， 上层水平 框 架 、 下层 水 平框 架 均 受 到 水 平 荷 载 的 作 用 ， 但 下 层 水 平 框 架 还 承 担 塔 吊 自 重 、 吊 重 等 全 部 竖 向 荷 载 。荷 载 分 析塔 吊 厂 家 所 给 出 的 工 况 是 按 夹 持 间 距 14m 所 得 出的荷 载 值 ， 夹持 间 距越大水 平 荷载越 小 。 趋于安 全 考 虑 按 最 小 间 距 工 况 进 行 计 算 ， 本 工 程 在 爬 升 间 距 规 划 方 案 中 ， 实 际 的 夹 持 间 距 均 大 于 14m， 最 小 为 15m。

16、 根 据 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB5009 2001（ 2006 年 版 ） 第4.6.2 条 关 于 动 力 系 数 的 规 定 “ 搬 运 和 装 卸 重 物 以 及 车 辆 起 动 和 刹 车 的 动 力 系 数 ， 可 采 用 1.1 1.3； 其 动 力 荷3.2塔 吊 外 挂 架 设 计设 计 工 况应 用 于 该 工 程 的 两 台 塔 吊 动 臂 式 塔 式 起 重 机 ， 型33.1- 27 -结 构 反 力 工 作 状 态 非 工 作 状 态20m/s 42m/sH1 82 45H2 75 22V 274 210Mk 50 20T echnical Scope载

17、 只 传 至 楼 面 和 梁 ” ， 以 及 第 5.3.1 条 关 于 吊 车 荷 载 的动力 系 数的规 定 “ 当 计 算 吊 车 梁 及 其 连 接 的 强 度 时 ， 吊 车竖 向 荷载应 乘 以动力 系 数 。 对悬挂 吊 车 （ 包括 电 动葫 芦 ） 及 工 作 级 别 A1 A5 的 软 钩 吊 车 ， 动 力 系 数 可 取1.05； 对 工 作 级 别 为 A6 A8 的 软 钩 吊 车 、 硬 钩 吊 车 和 其他特 种 吊 车 ， 动 力 系 数 可 取 为 1.1” ， 综 合 考 虑 动 力 系 数 取 1.2， 乘 以 动 力 系 数 后 转 化 成 静 力 荷

18、 载 计 算 ， 荷 载 取值如 表 2 所示 。表2 荷载取值表5 荷载组合结 构 验 算塔 吊 挂 架 主 要 由 支 撑 横 梁 、 斜 拉 杆 、 水 平 支 撑 、 斜 撑杆 及 次梁五 个 部 分 组 成 ， 支 撑 横 梁 采 用 箱 型 截 面 ， 斜 拉 杆 、 水 平 支 撑 、 斜 撑 杆 采 用 无 缝 钢 管 ， 次 梁 为 H 形 截 面 。 竖 向 力 由 支 撑 横 梁 承 担 ， 并 通 过 上 部 斜 拉 杆 将 荷 载 传 递 至 剪 力 墙 ； 水 平 力 通 过 与 支 撑 横 梁 连 接 的 水 平 支 撑传 递 至 剪 力 墙 ； 斜 撑 杆 主

19、要 承 担 上 层 附 着 框 架 的 自 重 。建 模 ： 采 用 MIDAS 计 算 软 件 进行塔吊 挂 架结构验 算 ， 支 撑 主 梁 为 箱 型 1000 400 20 40， 斜 拉 杆 为 无 缝 钢 管 29916， 水 平 支 撑 为 无 缝 钢 管 245 10， 斜 撑 杆 为 无 缝 钢 管 24510， 次 梁 为 H488 300 11 18， 材质 均为 Q345B， 构件 与 核心筒 铰 接 ， 各构 件 也 以 铰 接 形 式 相 连 ， 构 件 的 焊 缝 均 为 一 级 全 熔 透 焊 缝 （ 见 图 3、 图 4） 。3.4荷 载 组 合工况分析 ：

20、将 水平荷 载 分成以 下 、 、 、 四 种 情 况 ， 扭矩 Mk 分 成 顺 时 针 方 向 及 逆 时 针 方 向 两种 情 况 ， 竖 向 荷 载 V 仅 作 用 下 爬 升 框 架 ， 如 表 3 所 示 ， 荷 载 组 合系数 及 荷载组合 如 表 4、 表 5 所 示 。3.3表4 荷载组合系数根 据 图 5 应 力 计 算 结 果 分 析 ， 挂 架 在 各 种 荷 载 组合 下 支 撑 横 梁 的 应 力 最 大 值 171.0MPa， 斜 拉 杆 的 应 力 最大 值 130.3MPa， 水平支 撑 的 应 力 最 大 值 70.9MPa， 斜- 28 -组 合 系 数

21、塔 吊 荷 载 挂 架 自 重正 常 使 用 极 限 状 态 1.0 1.0承 载 能 力 极 限 状 态 1.4 1.2项 目 Units 工 作 状 态 非 工 作 状 态 计 算 取 值风 速 m/s 20 42 20上 层 水 平 力 H1 kN 820 450 1.2820=984下 层 水 平 力 H21 kN 750 220 1.2750=900竖 向 荷 载 V kN 2740 2100 1.22740=3288扭 矩 Mk kNm 50 20 1.250=60荷 载 组 合设 计 水 平 荷 载竖 向 荷 载扭 矩 自 重CaseA 承 载 能 力 相 加 1.4 1.4 1

22、.4 1.2CaseB 承 载 能 力 相 加 1.4 1.4 1.4 1.2CaseC 承 载 能 力 相 加 1.4 1.4 1.4 1.2CaseD 承 载 能 力 相 加 1.4 1.4 1.4 1.2CaseE 承 载 能 力 相 加 1.4 1.4 1.4 1.2CaseF 承 载 能 力 相 加 1.4 1.4 1.4 1.2CaseG 承 载 能 力 相 加 1.4 1.4 1.4 1.2CaseH 承 载 能 力 相 加 1.4 1.4 1.4 1.2技术园地撑杆的应 力 最 大 值 21.4MPa， 均 小 于 Q345 钢 材 的 屈 服强度 295MPa， 满足要 求

23、。根 据 图 6 变 形 计 算 结 果 显 示 ， 最 大 变 形 发 生 在 主 梁 上 ， 变形 量 为 12.9mm， 满 足 钢结构 设 计规 范 GB50017 2003 附 录 A 表 A.1.1 中 关 于 受 弯 构 件 挠 度 容 许 值 的 规 定 “ 主梁 或 桁 架 （ 包 括 设 有 悬 挂 起 重 设 备 的 梁 和 桁 架 ） ， 挠 度 容 许 值 v L/400” ， 此 处 v=6900/400=17.25mm， 满 足要求 。厚 60mm 时采用 Z25 性能钢 板 。销 轴 节 点 验 算销轴及拉 板 应分别 满 足下式 的 要求： 销轴弯曲 应 力：

24、4.244.1连 接 节 点 设 计节 点 构 造外挂架构 件 之间的 连 接形式 直 接关 系 到 施 工 过 程 = M s （ 1）W 2.5中 挂 架 的 安 装 效 率 ， 由 于 挂 架 的 三 套 构 件 是 循 环 重 复利 用的 ， 施 工 过程 中 需 要 不 断 的 拆 除 和 安 装 ， 为 便 于 施 工 ， 挂 架 的 各 个 构 件 之 间 均 采 用 易 于 拆 卸 的 高 强 度 销 轴 （ 材质为 40Cr 调 质 处 理 ） 进 行 单 铰 固 定 ， 此 外 销 轴 连 接 可 以 较 好 地 实 现 铰 接 边 界 条 件 ， 与 理 论 的 边 界

25、模 型 能较好 地 吻合 ， 支 撑 横 梁 、 斜 拉 杆 、 撑 杆 、 水 平 支 撑 与 核 心 筒 亦 采 用 高 强 度 销 轴 连 接 ， 使 得 弯 矩 带 来 的 不 利 影 响最大限 度 的降低 。销轴连接 节 点构造 如 图 7 所示 ， 主 要 由 公 接 头 板 、母接 头 板 、 销轴 三 个 部 分 构 成 ， 销 轴 孔 处 采 用 贴 焊 加 强 板的 方 式进行 加 固 ， 使连 接 处的强度 达 到强度 要 求 。 本 节 点 中 钢 板 厚 度有 16mm、 20mm、 50mm、 60mm、 100mm 五 种 厚 度 ， 钢 板 厚 度 40mm 时

26、 采 用 Z15 性 能 钢 板 ， 板拉板截面 A A：Nj s （ 2）A=（ b- d） （ +） 1.7拉板截面 B B：N（ h02+0.25d2） s B= （ 3）j d（ +） （ h0 - 0.25d）2 2 3轴孔处的 平 均挤压 应 力：N s （ 4）bs=d（ +） 3计 算 结 果 显 示 （ 计 算 简 图 、 应 力 集 中 系 数 见 图 8、图 9） ， 除 主 梁 连 接 节 点 处 的 孔 壁 承 压 验 算 不 能 满 足 要 求 外 ， 其 余 各 构 件 的 连 接 节 点 均 能 满 足 设 计 要 求 。 为 使 主 梁 连 接 节 点 处 的

27、 孔 壁 承 压 验 算 满 足 要 求 ， 可 采 取 两- 29 -表6 销轴连接节点计算的 安 全 可 靠 ， 在 选 择 合 理 的 计 算 模 型 和 材 料 本 构 关 系基 础 上 ， 采用 ANSYS 有限元 分 析软件 对 这样的 节 点进 行受 力 性能的 分 析 ， 验证 以 上设计计 算 的可靠 性 。基 本 假 定在 进 行 有 限 元 仿 真 模 拟 过 程 中 ， 模 型 不 考 虑 焊 缝 因 素 的影响 ， 如 加 强 板 与 主 板 之 间 的 焊 缝 ， 它 们 之 间 均 视 为 等强度 连 接 ； 不 考 虑 材 料 因 加 工 带 来 的 部 分 缺

28、 陷 ， 将 其视为理 想 状态下 的 均质材 料 。4.4种方式进 行 处理 ， 一 是 在 接 头 板 两 侧 补 贴 加 强 板 ， 二 是增大销轴 的 直径 ， 通 过 对比验 算 ， 补强 板 总 厚 度 需 达 到32mm 能 满 足 要 求 ， 销 轴 直 径 需 增 大 至 200mm 能 满 足 设 计 要 求 ， 由 于 销 轴 的 材 质 为 40Cr ， 补 强 板 材 质 为 Q345B， 出 于 经 济 考 虑 采 用 增 加 补 强 板 的 方 式 更 为 合 适 ， 销轴 连 接节点 计 算如表 6 所 示 。材 料销 轴 材 质 为 40Cr， 调 质 处 理

29、 ， 节 点 板 均 为 Q345B， 材料的弹 性模量 E=2.06 105MPa， 泊松比 =0.3。 根 据 钢结构设计 规范， Q345B 材 质 的钢板 ， 板 厚 16 t 35 时 ， 抗 拉 强 度 设 计 值 为 295MPa， 板 厚 35 t 50 时 ， 抗 拉 强 度 设 计 值 为 265MPa， 板 厚 50 t 100 时 ， 抗 拉 强 度 设 计 值 为 250MPa。 本 节 点 中 钢 板 厚 度 有 16mm、20mm、 50mm、 60mm、 100mm 五 种厚度 。 钢 材均视为各 向同性材 料 ， 应 力 应 变 曲 线 假 定 为 理 想 弹

30、 塑 性 ， 销 轴 连 接属非 线 性接触问 题 ， 采用 Von Mises 屈 服 准则 。4.54.3 销 轴 连 接 节 点 有 限 元 分 析节 点 设 计 除 了 需 要 满 足 受 力 要 求 ， 还 必 须 考 虑 加工 工 艺 、 安装 等 各 个 环 节 的 可 操 作 性 ， 尽 量 做 到 加 工 简单 、 安 装便捷 等 因素 。 为 了 保证外挂 架 中销轴 连 接节点- 30 -部 位 验 算 计 算 式 N 或 M b d h0 单 位 kN/kNm mm mm mm mm mm 1 MPa MPa斜 拉 杆 公 接 头 板销 轴 式 1 92 160 228

31、.8 314A A 式 2 1837 100 32 460 161 2.3 107.1 203B B 式 3 1837 100 32 460 161 260 104.8 115孔 壁 式 4 1837 100 32 460 161 86.4 115斜 拉 杆 母 接 头 板销 轴 式 1 92 160 228.8 314A A 式 2 918.5 60 0 573 161 2.4 89.2 203B B 式 3 918.5 60 0 573 161 260 115.2 115孔 壁 式 4 918.5 60 0 573 161 95.1 115主 梁 公 接 头 板销 轴 式 1 85.6 1

32、60 212.9 314A A 式 2 1911 100 0 610 161 2.45 104.3 203B B 式 3 1209.4 100 0 610 161 250 92.5 115孔 壁 式 4 2262 100 0 610 161 140.5 115主 梁 母 接 头 板销 轴 式 1 85.6 160 212.9 314A A 式 2 955.5 50 0 610 161 2.45 104.3 203B B 式 3 604.7 50 0 610 161 250 92.5 115孔 壁 式 4 1131 50 0 610 161 140.5 115水 平 支 撑 公 接 头 板销 轴

33、 式 1 21.8 120 128.5 314A A 式 2 699 50 32 340 121 2.25 87.6 203B B 式 3 699 50 32 340 121 170 90.9 115孔 壁 式 4 699 50 32 340 121 70.4 115水 平 支 撑 母 接 头 板销 轴 式 1 21.8 120 128.5 314A A 式 2 349.5 40 0 340 121 2.25 89.9 203B B 式 3 349.5 40 0 340 121 170 93.3 115孔 壁 式 4 349.5 40 0 340 121 72.3 115T 技术园地echni

34、cal Scope对 于 线 弹 性 阶 段 ， 材 料 的 应 力 应 变 关 系 服 从 胡 克定 理 ， 将其推 广 到 一 般 应 力 状 态 下 的 各 向 同 性 材 料 ， 就 是 广 义胡克 定 理 ， 即x= 1 x v（ y+z ； yz= yz姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨2GEy= 1 y v（ x+z ； zz= zx 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨（ 5）E 2Gz= 1 z v（ x+y） ； xy= xy 姨E式中 E 弹 性模 量 （ MPa） ； 泊松 比 ； G剪切 模 量 （ MPa） 。2G 姨 姨三个常数 E、 、 G 之 间存在 如 下关系EG=

35、（ 6）2（ 1+v）对于 Von Mises 屈服 准 则 ， 其等 效 应力为：e= 1 x y） 2+（ y z 2+（ z x） 2姨 2 （ 7）式中 x、 y、 z 分别 为 三个方 向 上的主 应 力 。4.6 单 元 类 型 及 网 格 划 分节 点 中 公 接 头 板 、 母 接 头 板 、 销 轴 、 加 强 板 均 采 用Solid45 单 元 ， Solid45 单 元 为 三 维 8 节 点 实 体 单 元 ， 此单 元 类型具 有 塑性 、 蠕 变 、 膨 胀 、 应 力 强 化 、 大 应 变 及 大 变形 能 力 ， 可以 较 好 模 拟 钢 材 等 金 属 材

36、 料 的 受 力 性 能 ， 采 用 映 射 网 格 划 分 对 实 体 单 元 进 行 网 格 划 分 ， 划 分 结 果如 图 10、 图 11 所 示 。于 Q345B 钢 材 的 屈 服 强 度 值 295MPa， 处 于 弹 性 阶 段 ，与 表 6 的 计 算 结 果 相 比 ， ANSYS 的 计 算 结 果 偏 大 ， 因 此该 连 接节点 是 安全 、 可靠 的 。有 限 元 计 算 结 果 及 分 析根 据 MIDAS 内 力 分 析 ， 斜 拉 杆 轴 向 拉 力 最 大 值1837kN， 水 平 支撑轴 向 拉力最 大 值 853kN， 将轴向 力 转 化 成 Pres

37、sure 施 加 在 接 头 板 的 断 面 上 ， 主 要 部 件 的 应 力云图如 图 12、 图 13 所 示 。有 限 元 分 析 结 果 表 明 ， 销 轴 连 接 节 点 应 力 值 均 小4.7预 埋 件 设 计55.1 内 力 分 析 （ 见 表 7）设 计 验 算根 据 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 GB50010 2002 第10.9 条的规定 ， 进 行设计 验 算 。 首先 按 照现有规 范 有关5.2- 31 -T echnical Scope表 7 预埋件内力表备 注 ： 轴 向 荷 载 “+”表 示 受 拉 ， “ ”表 示 受 压 。表 8 预埋件设计结果

38、规 定 进 行 预 埋 件 的 设 计 ， 该 工 程 核 心 筒 混 凝 土 强 度 最高达 C60， 最 低 为 C50， 为 安 全 起 见 均 按 照 C40 进 行 设 预 埋 件 验 算 ， 锚 筋 采 用 HRB335 25， 与 锚 板 穿 孔 塞 焊 ， 锚板 材质 Q345B。5.3 预 埋 件 设 计 结 果 （ 见 表 8、 图 14）销 轴 连 接 形 式 能 较 好 地 与 铰 接 边 界 相 吻 合 ， 使 外 挂 架对核心 筒 结构不产 生 弯矩 ， 减 小 了对原 结 构的影 响 。 此 外销轴连 接 形式能 够 大幅度 提 高外挂架 的 安拆效 率 。3）

39、设 计 中 遵 循 “ 强 节 点 弱 构 件 ” 的 原 则 ， 连 接 节 点 采用厚钢 板 制作 ， 并 进 行 有 限 元 分 析 ， 确 保 节 点 的 安 全 可靠 。参 考 文 献1北 京 建 筑 机 械 化 研 究 院 .塔 式 起 重 机 安 全 规 程 （ GB5114 2006） S.北京： 中国计划出版社， 2006. 2余厚积. 简明结构吊装手册 M.北京 ： 中国建筑工业出版社， 2001. 3建 筑 施 工 手 册 （ 第 四 版 ） 编 写 组 .建 筑 施 工 手 册 （ 4 版 ） M.北 京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2003. 4北京中建建筑科 学 研

40、 究 院 . 建 筑 机 械 使 用 安 全 技 术 规 程 （ JGJ332001） S.北京 ： 中国建筑工 业 出版社 ， 2001. 5中 国 建 筑 第 一 工 程 局 建 筑 科 学 研 究 所 .建 筑 施 工 高 处 作 业 安 全 技术规 范 （ JGJ80 91） S.北 京 ： 中国建筑工业出版社 ， 1992. 6北京钢铁设计研究总 院 .钢 结 构 设 计 规 范 （ GB50017 2003） S.北京： 中国计划出版社， 2003. 7中 华 人 民 共 和 国 住 房 和 城 乡 建 设 部 .混 凝 土 结 构 设 计 规 范 （ GB50010 2010）

41、S.北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2010. 8中华人民共和国建设 部 .建 筑 结 构 荷 载 规 范 （ GB50009 2012） S.北京： 中国建筑工业出版社， 2012. 9中 华 中 华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 建 筑 结 构 用 钢板 S.北京 ： 中 国 标准出版社 ， 2006.6 结 语1） 塔吊内爬 外 挂施工 工 艺是一 种 新 的 塔 吊 附 着 方式 ， 外 挂架作 为 塔 吊 附 着 的 核 心 承 载 构 件 ， 其 安 全 性 至关 重 要 。 工况 分 析 、 荷 载 取 值 、 荷 载 组 合 是 设 计

42、阶 段 须 充 分 考 虑 的 关 键 因 素 ， 荷 载 的 施 加 应 跟 实 际 情 况 相 吻 合 。 本 文详细 阐 述了塔吊 荷 载的分 解 、 施加及 施 工过程 中 可 能 出 现 的 组 合 情 形 ， 采 用 MIDAS 软 件 进 行 设 计 ， 保证了 外 挂架结 构 的安全 。2） 外 挂 架 与 核 心 筒 之 间 的 边 界 条 件 为 铰 接 ， 采 用- 32 -序 号 预 埋 件 行 数 m 列 数 n 行 间 距 b1（ mm）列 间 距 b（ mm）上 /下 边 距 a（ mm）左 /右 边 距 a1（ mm）锚 板 厚（ mm）锚 筋 锚 固 长 度（

43、 mm）1 支 撑 横 梁 7 5 180 150 100/100 100/100 40 8502 斜 拉 杆 8 5 180 180 70/130 100/100 40 8503 水 平 支 撑 5 7 150 150 100/100 100/100 40 8504 斜 撑 杆 4 4 150 150 75/75 75/75 40 850部 位 受 力 状 态轴 向 荷 载 （ kN） 竖 向 荷 载 （ kN） 弯 矩 （ kNm）下 支 撑 横 梁 预 埋 件 1512.5 1112.9 0上 支 撑 横 梁 预 埋 件 1542.6 27.9 0斜 拉 杆 预 埋 件 826.8 1309.3 0水 平 支 撑 预 埋 件 754 852.6 0水 平 支 撑 预 埋 件 691.9 772.7 0斜 撑 杆 预 埋 件 55.5 43.7 0技术园地