特殊情况下塔机超长附着的设计计算与实际应用

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1、特殊情况下塔机超长附着的设计计算与实际应用目录1概述32附墙结构布置方案3273附墙杆的计算工况及各杆内力计算43.1非工作状态最上层附墙杆受力分析43.2工作状态最上层附墙杆受力分析84附墙杆截面设计104.1选择材料及截面面积104.2杆件整体稳定性的计算114.3局部稳定性验算125单肢角钢挠度计算136基座连接螺栓校核146.1右基座连接螺栓校核及接合面工作能力校核146.2左基座连接螺栓校核及接合面工作能力校核167基座部位销轴及耳板强度校核198结论20参考文献201概述271.1在现代建筑施工中，由于各种现实因素影响，塔机不能按照说明

2、书中约定的常规定位方式进行现场定位，造成现场塔机定位安装后，受力体系发生变化，不能依据塔机说明书中的普通附着进行安装，必须重新进行受力分析、计算，重新确定附着的形式、截面尺寸、连接方式以及必要的连接点强度校核等，才能满足塔机安全使用的需要。施工现场实际影响塔机定位的因素很多，包括图纸的重复变更导致结构变化、现场负责设备定位的人员缺乏经验，与技术等相关人员缺乏有效沟通导致定位时没有考虑建筑物整体结构变化，最终导致附着超长或异型结构等。总之，如果出现以上情况后，由于项目工期比较紧，如果重新定位，将塔吊拆除后重新安装使用，那么必将造成项目阶段性停工、劳务

3、人员窝工、甲方、监理对我司施工水平、进度质疑或进行投诉等，项目损失较大。本文就是通过某项目出现的类似情况，系统分析和描述通过现场勘查，对塔机附着重新设计计算后加工安装，以最经济、安全的方法在最短的时间内解决项目的实际问题，确保项目施工生产正常进行。1.2某工程采用TC5513型塔式起重机，基本高度40m，壁长55m，附着高度119m，臂端吊重1.3吨，最大起重量6吨，平衡重物距塔身中心12m。本工程建筑高度约为105米（25层），塔机结构高度约为120m，设有四套附着装置，第一附着装置距基础面32m，第二道附着装置距第一附着装置24m，第三道附着距

4、第二道附着24m，第四道附着距第三道附着21m，附着点的高度允许现场根据楼层的高度做适当调整。为保证塔吊的安全使用，对附墙杆及其连接件作稳定性及强度验算。2附墙结构布置方案根据施工现场提供的各层楼房面顶板标准，按TC5513型塔式起重机的技术标准，本工程需要4道附墙，以满足要求。对于墙面上支座的选择，既要保证附墙杆一适当的倾角，又要避免附墙杆太长，经综合比较采用图1所示的布置方式，第四道附着杆中，最长的约为11米。27图1附墙结构布置方案3附墙杆的计算工况及各杆内力计算根据附着式塔机所受载荷，塔身内力及支反力的计算分析，对于附着装备来说，应考虑以下

5、两种情况：1）塔机满载工作，受自身的扭矩和风载荷所给的扭矩，且扭矩方向相同。2）塔机非工作状态，风水平吹向塔臂且与塔臂竖直面垂直。实际使用中，塔机最上面一道附墙受力最大，在此只对最上面一道附墙杆的内力进行分析。3.1非工作状态最上层附墙杆受力分析通过经验分析，考虑塔臂处于平行于墙面或垂直于墙面时附着杆受力最大，最为危险，故按此两种工况分析附着杆受力情况，塔机非工作状况时附着装置受力如图2所示。其中，查TC5513型塔机技术参数，得出塔身及塔臂所受均布风载荷为：最大倾覆力矩：塔臂水平惯性力：塔臂所受风载对其扭矩，其中为塔身中心到起重端的最大距离，27

6、为塔身中心到平衡端的距离：塔臂所受的风载荷对塔身上部集中力为：图2塔机非工作状态下附着杆受力图在此参照《建筑机械》2002第2期：当塔身有超过三道附墙时，最上一道附墙的支反力为：其中，L为每层附墙杆间距，在此取24m；M为塔身根部的综合弯矩；根据上式，解得塔臂平行于墙面时附着杆受力为：按塔身扭转变形比例关系，得出最上层风扭为：同理，利用以上公式，得到塔机垂直于墙面时附着杆受力为：27则非工作状态下，塔机附墙杆内部受力图如图3所示。图3非工作状态受力分析经分析，塔机附墙杆有4个未知反力，故属于一次超静定问题，可采用力法原理进行解决。力法的基本方程为：

7、其中，为静定结构的位移，；为结构位移系数，；为受单位力时各杆件的轴向力；为各杆件在外力作用下的内力；为1号杆件的实际受力。现对塔臂平行于墙面时非工作状态下各附墙杆内力进行分析计算。将D杆断开，对其加载单位力，则塔机在D杆断开情况下变为静定结构，如图4所示。27图4附墙杆力法受力图则根据平衡方程，可以得出在D断开情况下，受工作力各杆内力为：受单位力作用下，列平衡方程，各杆内力为：解得各杆内力结果如表1所示。表1杆件内力表杆件编号10110.11010.112-345.20-1.0759.693595.8611.203-240.10-1.2149.09

8、2649.5713.404377.721.1749.954412.2613.71则1杆实际受力为：272杆实际受力为：3杆