塔式起重机附着计算

塔 机 附 着 验 算 书

塔机型号： QTZ4810

工程名称：

设计验算：

日 期：

塔机附墙的受力计算

一：塔机对附墙的要求

1，附着框架在塔身节上的安装必须安全可靠，并应符合使用说明书中的有关规定。

附着框架与塔身的固定应牢固。

2，各连接件不应缺少或松动。

3，附着杆有调节装置的应按要求调整后锁紧。

4，与附着杆相连接的建筑物不应有裂纹或损坏。

5，在工作中附着杆与建筑物的锚固连接必须牢固，不能有松动。

二：附着位置

本塔机是山东鸿达建工机械有限公司生产的，第一道附着装置的加固高度为30米。

三：附墙受力计算

按照济南金魁工程机械有限公司使用说明书塔机与建筑物附着时，依次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视为一个带悬臂的刚性支撑连接梁，依据使用说明书提供的 建筑物附着点受力如下：

附着点载荷表

序号 1 2 3 4

载荷方向

载荷大小 Fx

T Fy 4.932 7.934 7.934 4.932

10.232 9.40 9.40 10.232

计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）、《建筑施工手册》、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时，需要增设附着杆，附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，必须进行附着计算。主要包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。 1、支座力计算

塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，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：

ωk=ω0×μz×μs×βz = 0.390×0.130×1.860×0.700 =0.066 kN/m2；

其中 ω0── 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：ω0 = 0.390 kN/m2；

μz── 风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：μz = 1.860 ；

μs── 风荷载体型系数：μs = 0.130；

βz── 高度Z处的风振系数，βz = 0.700；

风荷载的水平作用力：

q = ωk×B×Ks = 0.066×1.600×0.200 = 0.021 kN/m；

其中 ωk── 风荷载水平压力，ωk= 0.066 kN/m2；

B── 塔吊作用宽度，B= 1.600 m；

Ks── 迎风面积折减系数，Ks= 0.200；

实际取风荷载的水平作用力 q = 0.021 kN/m；

塔吊的最大倾覆力矩：M = 1780.000 kN·m；

弯矩图

变形图

剪力图

计算结果: Nw = 90.0894kN ；

2、附着杆内力计算

塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力:

方法的基本方程：

计算过程如下：

δ11X1+Δ1p=0 Δ1p=∑Ti0Ti/EA

δ11=∑Ti0Ti0li/EA

其中: Δ1p为静定结构的位移；

Ti0为F=1时各杆件的轴向力；

Ti为在外力M和P作用下时各杆件的轴向力；

li为为各杆件的长度。

虑到各杆件的材料截面相同，在计算中将弹性模量与截面面积的积EA约去，可以得到：

X1=-Δ1p/δ11

各杆件的轴向力为：

T1*=X1 T2*=T20X1+T2 T3*=T30X1+T3 T4*=T40X1+T4

以上的计算过程将从0-360度循环，解得每杆件的最大轴压力，最大轴拉力：

杆1的最大轴向拉力为: 87.65 kN；

杆2的最大轴向拉力为: 137.43 kN；

杆3的最大轴向拉力为: 244.21 kN；

杆4的最大轴向拉力为: 183.73 kN；

杆1的最大轴向压力为: 87.65 kN；

杆2的最大轴向压力为: 137.43 kN；

杆3的最大轴向压力为: 244.21 kN；

杆4的最大轴向压力为: 183.73 kN；

3、附着杆强度验算

1． 杆件轴心受拉强度验算

验算公式:

σ= N / An ≤f

其中 σ --杆件的受拉应力；

N --杆件的最大轴向拉力,N =244.210 kN；

An --杆件的截面面积， 本工程选取的是 2【16a号槽钢；

查表可知 An = 2195.00 mm2。

经计算， 杆件的最大受拉应力 σ=244.210×103/2195.00 = 111.257N/mm2，

最大拉应力 111.257N/mm2 小于允许应力 215N/mm2, 满足要求。 2． 杆件轴心受压强度验算

验算公式:

σ= N / φAn ≤f

其中 σ --为杆件的受压应力；

N --为杆件的轴向压力， 杆1: 取N =87.650kN；

杆2: 取N =137.430kN；

杆3: 取N =244.210kN；

杆4: 取N =183.730kN；

An --为杆件的截面面积, 本工程选取的是 16a号槽钢；

查表可知 An = 2195.00 mm2。

λ --杆件长细比，由l/i的值确定；

杆1:取λ= 7312.489 / 62.800 = 116；

杆2:取λ= 5935.697 / 62.800 = 95；

杆3:取λ= 5935.697 / 62.800 = 95；

杆4:取λ= 7312.489 / 62.800 = 116；

φ --为杆件的受压稳定系数， 是根据 λ查表计算得：

杆1: 取φ=0.458 ， 杆2: 取φ=0.588；

杆3: 取φ=0.588 ， 杆4: 取φ=0.458；

杆1：σ1 = 87.650 ×103 / (0.458 × 2195.000) = 87.187 N/mm2；

杆2：σ2 = 137.430 ×103 / (0.588 × 2195.000) = 106.480 N/mm2；

杆3：σ1 = 244.210 ×103 / (0.588 × 2195.000) = 189.213 N/mm2；

杆4：σ2 = 183.730 ×103 / (0.458 × 2195.000) = 182.760 N/mm2；

经计算，杆件的最大受压应力 σ=189.213 N/mm2；

最大压应力 189.213N/mm2 小于允许应力 215N/mm2， 满足要求。

4、附着支座连接的计算

附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：

1． 预埋螺栓必须用Q235钢制作；

2． 附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C30；

3． 预埋螺栓的直径≥24mm； 4． 预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求：

0.75nπdlf=N

其中n为预埋螺栓数量；d为预埋螺栓直径；l为预埋螺栓埋入长度；f为预埋螺栓与混凝土粘接强度；N为附着杆的轴向力。

5． 预埋螺栓数量，单耳支座不少于6只，双耳支座不少于8只；预埋螺栓埋入长度不少于15d；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。

四、端部销轴的抗剪切强度：

附着桁架杆与附着框架采用一个垂直安装的φ40mm抗剪切销轴连接，每根销轴有两个抗剪切面，则其抗剪切强度为：

#4523][)(4940421019221MPaANBB 满足要求

五、附着设计与施工的注意事项

锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则:

1． 附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）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；

2． 对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；

3． 在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；

4． 附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。