关于加长附着架的计算课件.docx

某工程为一综合性住宅小区的建设，由多幢多层和小高层建筑组成，其中10 号、11号为两幢25层高层建筑，最大高度约为100m，塔机构造高度约为125m， 每4层楼房（约16m）加一道附着装置，加至第23层，共设5道附着装置。根据施工现场的工程需要，需在两主楼之间架设1台QTZ63系列5013型塔式起重机， 塔机中心与建筑物外墙之间的附着距离为 11.17m，附着点开间跨距为 16.34m，其 平面布置如图1所示。 根据塔机生产厂家提供的标准，附着距离一般为3～5m，附着点跨距为7～8m[1，2]，远不能知足本工程的详细施工要求。针对附着距离较大的问题，我们参照 了德国利勃海尔88HC型塔机附着距离长达11.6m的成功设计经验[3]，提出 QTZ63系列5013型塔机超长距离附着装置设计方案，详细如下。 附着装置布置方案 塔机附着装置由附着框架和附着杆组成，附着框架多用钢板组焊成箱型构造，附 着杆常采用角钢或无缝钢管组焊成格构式桁架构造，受力不大的附着杆也可用型钢 或钢管束成。 根据施工现场提供的各层楼面顶板标高，按照  QTZ63  系列  5013  型塔式起重机的技 术要求，需设  5道附着装置，以知足工程建设最大高度  100m的要求。附着装置布 置方案如图2  所示，其中  A、B、C  为  3  杆，LA=10  800mm、LB=11  320mm、 LC=14  200mm。 附着计算工况及附着杆内力计算 2.1附着装置计算工况 根据附着式塔机所受载荷、塔身内力及支反力的计算剖析，关于附着装置来说， 应考虑以下两种情况，如图3所示。 1）塔机满载工作，起重臂顺塔身X-X轴或Y-Y轴，风向垂直臂架。 2）塔机非工作工况，起重臂处于塔身对角线方向，风由平衡臂吹向起重臂（GB/T13752—1992塔式起重机设计规范）。在实际使用中，塔机最上面一道附着杆受 力最大[4]，本次设计只对最上面一道附着杆的内力进行计算剖析。 2.2塔机满载工作时附着杆内力计算[5] 塔机正常工作状态主要受到风载（塔臂）及展起色构产生的转矩作用。其中风载q定义为：作用在塔机（包括吊重）单位长度上的载荷。根据文件[4]中风载计算方法，并查QTZ63系列5013型塔式起重机技术参数，计算得出风载q=0.27kN/m，故 有： Mf=1/2?q?l12－1/2?q?l22= （1） 1/2×0.27×（50.162－14.9032)=309.68 kN·m Mh=fk(P/ω)=370.24kN·m （2） 式中： Mf———由风载所产生的转矩，kN·m； Mh———由展起色构所产生的转矩,kN·m； l1———工作臂架长度，m； l2———平衡臂架长度，m； f———塔机工况系数，f=1.71； k———载荷换算系数，随展转支撑构造的不同选用不同值，此处 P———展转功率，QTZ63系列5013型起重机 P=3.7kW；  k=3.676  ； ω———展转角速度，由  QTZ63  系列  5013  型塔式起重机主要技术参数表查得  ω= 0.6r/min。 塔机满载工作状态时附着杆受力剖析如图4所示。 由图4附着杆受力剖析和平面力系平衡方程ΣX=0，ΣY=0，ΣM=0，可得塔机满载 工作时附 着杆倾角及内力如表1所示。 2.3塔机非工作工况时附着杆内力计算[5] 当塔臂处于塔身对角线方向时，塔臂所受风载和自重对附着杆所产生的力影响最 大，风载对塔身的影响能够忽略。塔机非工作工况时附着装置受力简化如图5所示， 最上一道附着装置3根附着杆的受力剖析如图6所示。 表1附着杆夹角及内力 杆件LA=10800mmLB=11320 mmLC=14200mm 角度α=68.5°β=62.6°γ=45° 内力F1=245kNF2=238kN F3=30 kN 由图6附着杆受力剖析和平面力系平衡方程 ΣX=0，ΣY=0，ΣM=0，可得塔机非工 作工况时附着杆倾角及内力如表2 所示。 由上述两种工作状态下的附着杆受力计算可知 C杆受到的内力最大，因此只要考证 杆是否知足强度及稳定性要求即可。 表2附着杆夹角及内力 杆件LA=10800mmLB=11320mmLC=14200mm 角度α=68.5°β=62.6°γ=45° 内力F1=-51kNF2=238kNF3=270kN 附着杆截面设计[5]3.1截面选择 附着杆构造往常由型钢(一般用角钢)经过缀条或缀板连结而成。在本工程中采用缀条连结方式,截面形式如图7所示。附着杆构造参数：截面尺寸为420mm×400 ；附着肢件为等边角钢∠63×4；缀条为∠30×3；附着杆截面积A=19.92cm2； 惯性矩Ix=7496.12cm4，Iy=6702.6  cm4；惯性半径