塔吊的相关计算

塔吊起重计算公式

在建筑工地中，塔吊是一种常见的起重设备，它具有起重高效、操作灵活等优点，因此被广泛应用于建筑工程中。在使用塔吊进行起重作业时，需要对起重物的重量、塔吊的工作范围等因素进行计算，以确保作业安全和效率。本文将介绍塔吊起重计算的相关公式和方法，希望能对相关人员有所帮助。

1. 塔吊起重能力计算公式。

塔吊的起重能力是指其能够承载的最大重量，通常以吨为单位。塔吊的起重能力取决于其结构、臂长、起重高度等因素，一般可以通过以下公式进行计算：

Q = (P × r) / (h × cosα)。

其中，Q为塔吊的起重能力（吨），P为塔吊的额定起重力矩（吨米），r为塔吊的工作半径（米），h为塔吊的起重高度（米），α为塔吊臂的倾角（°），cosα为α的余弦值。

在实际应用中，可以根据工程需要和塔吊的技术参数，通过上述公式计算出塔吊的起重能力，以确定其是否能够满足工程要求。

2. 塔吊臂长计算公式。

塔吊的臂长是指起重臂的长度，也是影响其起重能力的重要因素之一。一般情况下，可以通过以下公式计算塔吊的臂长：

L = (H × tanβ) + h。

其中，L为塔吊的臂长（米），H为塔吊的最大起重高度（米），tanβ为β的正切值，β为塔吊臂的最大倾角（°），h为塔吊的最小起重高度（米）。

通过上述公式计算出的臂长，可以帮助工程师确定塔吊的工作范围，以便合理安排起重作业。 3. 塔吊起重力矩计算公式。

塔吊的起重力矩是指其在工作过程中产生的力矩，也是塔吊起重能力的重要参数之一。一般情况下，可以通过以下公式计算塔吊的起重力矩：

P = Q × r。

其中，P为塔吊的起重力矩（吨米），Q为塔吊的起重能力（吨），r为塔吊的工作半径（米）。

通过上述公式计算出的起重力矩，可以帮助工程师评估塔吊的起重能力，以确保其在起重作业中的安全性和稳定性。

4. 塔吊配重计算公式。

塔吊的配重是指其用于平衡起重物重量的重物，也是保证塔吊稳定运行的重要组成部分。一般情况下，可以通过以下公式计算塔吊的配重：

塔吊的相关计算

按规范规定，塔吊安装时对基础的抗倾覆和地基承载力，附着杆及其预埋件进行验算，当附着按《塔吊使用说明书》要求的距离和角度进行施工时，可不用计算，，但在实际施工中，附着的施设往往和说明书要求不同，故需进行设计和验算。

第一部分 附着的设计验算

一、 附着的受力说明：附着主要是承受风载形成的水平剪力和扭矩，以及塔吊运行时自身产生的扭矩。

二、 附着计算式的两种状态：

1、 塔基满载工作时，起重臂顺着塔身的x轴或y轴，风向垂直于起重臂，如下图1.

2、 塔基非工作时，起重臂处于塔身对角线处，风由起重臂吹向平衡臂，如下图2.

说明：按规定状态图1情况下，风压采用工作风压，w=0.25KN/㎡，状态图2情况下没有扭矩，只有风压产生的水平剪力，故风压采用当地的基本风压W0 .

三、 当塔吊在允许自由高度处，设第一道附着时，附着上部的自由端为最大允许值时，此时的附着受力最大，如图3所示。

四、 计算

1、 大臂所受的风载p

P=1.4(L1+L2)×h×Wk1 状态1

Wk1= Us×W

P=1.4×S×Wk 状态2

Wk= βz×Us×Uz×Wo

式中：L1: 平衡臂长 L2 ：起重臂长

h: 大臂臂身高度 W： 工作风压

Wo：基本风压 βz：风振系数

Us：风载体型系数 Uz： 风压高度变化系数

Wo、βz、Us、Uz俱可由《建筑结构荷载规范》中查取和计算。

2、 塔身承受的风载

q=1.4×b1×Wk1 状态1

q=1.4×b2×Wk

其中：b1：塔身高度 b2：塔身的角线长度

3、 附着处，塔身截面所受的剪力和扭矩计算

（1） 由p产生的剪力 V1=P/2(2+3a/L)

（2） 由q产生的剪力 V2=qL/8(3+8a/L+ba2/L2)

(1) 构件吊装要求

1) 起重量

起重机的起重量必须大于或等于所安装构件的重量与索具重量之和，即

式中 Ｑ—— 起重机的起重量，kN；

Ｑ1—— 构件的重量，kN；

Ｑ2—— 索具的重量（包括临时加固件重量），kN。

2) 起重高度

起重机的起重高度必须满足所吊装的构件的安装高度要求，即

式中 Ｈ—— 起重机的起重高度（从停机面算起至吊钩），m；

ｈ1 —— 安装支座顶面高度（从停机面算起），m；

ｈ2 —— 安装间隙，视具体情况而定，但不小于0.3m；

ｈ3 —— 绑扎点至起吊后构件底面的距离，m；

ｈ4 —— 索具高度（从绑扎点到吊钩中心距离），m。

3) 起重半径

① 当起重机可以不受限制地开到吊装位置附近时，对起重机的起重半径没有要求。

② 对起重机的起重半径有要求的情况有：起重机需要跨越地面上某些障碍物吊装构件时，如跨过地面上已预制好或就位好的屋架吊装吊车梁时；吊柱子等构件时，开行路线已定的情况下；吊装屋架等构件时，开行路线及构件就位位置已定的情况下。 R=F+Lcosａ

H=E+Lsinａ－d0

4) 最小臂长

下述情况下对起重机的臂长有最小臂长的要求：吊装平面尺寸较大的构件时，应使构件不与起重臂相碰撞（如吊屋面板）；跨越较高的障碍物吊装构件时，应使起重臂不碰到障碍物，如跨过已安装好的屋架或天窗架，吊装屋面板、支撑等构件时，应使起重臂不碰到已安装好的结构。最小臂长要求实质是一定的起重高度下的起重半径要求。

由图(a)所示的几何关系，起重臂长L可表示为其仰角α的函数

（1）

（2）

式中 ｈ—— 起重臂下铰点至吊装构件支座顶面的高度，ｈ＝ｈ1－Ｅ，ｍ；

ｈ1 —— 支座高度，ｍ；

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塔吊基础的设计与计算

（刘宏林）

一、塔吊基础的设计依据

GB/T13752-1992 塔式起重机设计规范

JGJ/T187-2009 塔式起重机混凝土基础工程技术规程

GB50007-2011 建筑地基基础设计规范

JGJ94-2008 建筑桩基技术规范

GB50017-2003 钢结构设计规范

二、塔吊基础设计选型

塔吊基础形式应根据工程地质、荷载大小与塔机稳定性要求、现场条件、技术经济指标，并结合塔吊厂商提供的《塔机使用说明书》要求确定。

塔吊基础设计常用类型分为板式基础（矩形、方形）、十字形基础和桩基础、组合式基础。

板式基础是由钢筋混凝土筑成的平板形基础；十字形基础是由长度和截面相同的两条互相垂直等分且节点加腋的混凝土条形基础组成的基础；板式基础、十字形基础适用于地基承载力较高，基坑较浅的工程。

板式基础 十字形基础

应用工程有：建行灾备中心、光谷新世界等工程、武汉保利文化广场（利用底板）

桩基础是由预制混凝土桩、预应力混凝土管桩、混凝土灌注桩或钢管桩及上端连接的矩形板式或十字形梁式承台组成的基础；桩基础适用于在软弱土层，浅基础不能满足塔机对地基承载力和变形的要求或因场地限制，塔吊布置于地下室

2 范围内且不需在土方开挖之前投入使用的工程。

桩基础

应用工程有： 武汉万达广场（桩+承台）、武商摩尔城（桩+承台）

组合式基础是由若干格构式钢柱或钢管柱与其下端连接的基桩以及上端连接的混凝土承台或型钢平台组成的基础；适用于因场地限制，塔吊布置于地下室范围内且需在土方开挖之前投入使用的工程。

应用工程有：天津117大厦（桩+钢格构柱+钢承台）；福新惠誉（桩+钢格构柱+混凝土承台）；

组合式基础

三、塔吊基础设计计算

 1、基础荷载取值

采用塔机制造商提供的《塔机使用说明书》的基础荷载，包括作用于基础顶的竖向荷载标准值（Fk）、水平荷载标准值（Fvk）、倾覆力矩（包括塔机自重、起重荷载、风荷载等引起的力矩）荷载标准值（Mk）及扭矩荷载标准值（Tk）；基础荷载还包括基础及其上土的自重荷载标准值（Gk）。