关于加长附着架的计算Word格式文档下载.docx
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0.27×
（50.162－14.9032）=309.68kN·
m_Z_
S^
AO_
Mh=fk（P/ω）=370.24kN·
m
（2）{（.oW+;
M_
式中：
B
\X_#"
b__
Mf———由风载所产生的转矩，kN·
m；
;
{nY5\_"
|n
Mh———由回转机构所产生的转矩,kN·
u_5m_+a__7
l1———工作臂架长度，m；
U_2_;
W_
}
l2———平衡臂架长度，m；
s__d
=U@
f———塔机工况系数，f=1.71；
q_7D_&
2_9
k———载荷换算系数，随回转支撑结构的不同选取不同值，此处k=3.676；
ua!
6B_tl]%
P———回转功率，QTZ63系列5013型起重机onj__kM
P=3.7kW；
<
!
CG}MPaYP
ω———回转角速度，由QTZ63系列5013型塔式起重机主要技术参数表查得ω=0.6r/min。
*_MN（c-<
Q_
塔机满载工作状态时附着杆受力分析如图4所示。
C&
A___oan
由图4附着杆受力分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j<
w/5Q&
着杆倾角及内力如表1所示。
y_>
~_,
Hg_
2.3塔机非工作工况时附着杆内力计算[5]_'
]7j\Q
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，风载对塔身的影响可以忽略。
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根附着杆的受力分析如图6所示。
;
59#iT-f__
>
X63>
O^"
表1附着杆夹角及内力_o_]85@=2
杆件
LA=10800mm
LB=11320mm
LC=14200mmm8B?
hZb_Nf
角度
α=68.5°
β=62.6°
γ=45°
`-Kfu"
!
pS
内力
F1=245kN
F2=238kN
F3=30kN8\q
_Ll_
由图6附着杆受力分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。
__0X_aqvqK
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，因此只需验证C杆是否满足强度及稳定性要求即可。
E__s"
dER@3
_CJ_ujco,
表2
附着杆夹角及内力eN]_DU'
F~
LA=10800mm
LB=11320mm
LC=14200mmBQC）-y8E_
β=62.6°
'
h:
cu3r_K
F1=-51kN
F3=270kN
3附着杆截面设计[5]ltA"
Cb._
3.1截面选择:
_C9_lY6
附着杆结构通常由型钢（一般用角钢）通过缀条或缀板连接而成。
在本工程中采用缀条连接方式,截面形式如图7所示。
附着杆结构参数：
截面尺寸为420mm×
400mm；
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=6702.6cm4；
惯性半径ix=19.4cm，iy=18.3cm。
选用钢材为Q235，取许用压应力[σ]=215__8_8se_V
MPa，屈服强度fy=235N/mm2，对C杆须进行整体稳定性验算、局部稳定性验算和单肢稳定性验算。
__?
#_%x99<
3.2附着杆整体稳定性验算ywU_b0_s&
对附着杆整体稳定性及受压附着杆特性参数进行计算，详细数据见表3及表4。
vR"
]B_<
iy
表3附着杆截面特性_'
Yor'
kkv_
特性
A/cm2
Ix/cm4
ix/cm
Iy/cm4
iy/cm_i*_,qXUi
单角钢4.98
19.03
1.96
7.89
1.26）I4[M!
）?
B
整体
19.92
7496.12
19.4
6702.6
18.3_Xc}_o=（
表4受压附着杆特性参数]T`Z0_|uy3
βm
M/kN·
W/cm3
NE/kN_（t_Iy_\f#
X平面内1.0
2.198
225.79
658.79<
_p___!
C_~
Y平面外1.0
1.807
201.89
587.85Tg_VYi__"
（
表4中：
wEB2Yn_
βm———平面内外稳定弯矩等效系数；
59L|+-sjh
M———1阶弯矩；
[O._$#（_?
W———受压最大杆件的毛截面抵抗矩；
1s-$_r:
}Y
NE———欧拉临界力除以抗力分项系数λ=1.1）sza;
^[p`~
所得参数。
_）_~（（_H`.
构件强度计算最大应力：
-:
At_J__
N/A=270×
103/19.92×
102=136（N/mm2）＜215N/mm2
（3）pwH_R\（v%\
FN）q/_2FxS
N———受力最大附着杆C的内力，N=F3=270kN；
_,<
F=pW1_
A———附着杆C的截面积。
$#@D_>
w_]^
查钢结构设计规范得附着杆在图7截面形式下Q235钢材的容许长细比［λ］=150。
D_etEq_;
:
（1）X平面内计算长度：
L=14200mmNfNa%mVw_&
验算构件X平面内长细比：
T_%,A_<
k
λx=L/ix=14200÷
194=73.2Hf<
7dcF%
N
垂直于X轴各斜缀条毛截面积之和：
c=u!
|_}[I
Aix=3.498cm2
9U?
B"
lCS
验算构件X平面内换算长细比：
sb_5:
7C[Hx
__jz5G^;
NZ
λx———构件在X平面内的长细比；
j_m_o_H/=_
Aix———对X轴各斜缀条毛截面积之和。
__g_v<
_nh5
查轴心受压构件的稳定性系数表得轴心受压稳定系数：
φx=0.721，由表4得出构件X平面内稳定计算最大应力：
hzq'
i_Q'
9）
206（N/mm2）＜215N/mm2^yY_X!
MK]
2|J）[@sd?
βmx———X平面内构件稳定弯矩等效系数；
op_2_L_e_
Mx———X平面内构件1阶弯矩；
5%U;
pSZQ_p
φx———X平面内构件受压稳定性系数；
9wAP}5^4
Wxi———X平面内构件毛截面抵抗矩；
_bQ__S$dg
NEx———参数，NEx=π2EA/（1.1λx2），Q235钢的弹性模量E=206×
103N/mm2。
_Ba__^f6_
（2）Y平面内计算长度：
L=14200mm'
ev+6A$
验算构件Y平面内长细比：
Po1F\_fKPP
λy=L/iy=14200÷
183=77.6B1$y!
F__sW
垂直于Y轴各斜缀条毛截面面积之和：
~_hCwhjHx/
Aiy=3.498cm2wI_oL___?
验算构件Y平面内换算长细比：
>
_ero<
_fqg
λy———Y平面内构件的长细比；
/v!
）_:
K-C?
Aiy——对Y轴各斜缀条毛截面积之和。
r-G_"
Y24e_
φy=0.693，由表4得构件Y平面内稳定计算最大应力：
YV6ax2c0
213（N/mm2）＜215N/mm2（7）+Esdx>
`_+_
`oi_:
K!
F
βmy———Y平面内构件稳定弯矩等效系数；
unsPe_G__k
My———Y平面内构件1阶弯矩；
*@[J8_"
__n
φy———Y平面内构件受压稳定性系数；
~1GZtB=L_m
Wyi———Y平面内构件的毛截面抵抗矩；
{*P^5w8x|I
NEy———参数。
_[s_TQ_nP
由式（3）～（7）可知：
该结构满足整体稳定性要求。
\aJ]8u,V
3.3附着杆局部稳定性验算Kw_Xb_SXX
3.3.1肢件稳定性验算w_q,F<
vng
取肢件计算长度lo1=354mm，倾角α=55°
，查角钢∠63×
4截面特性表得：
i1=imin=1.26cm，由3.2计算可知长细比λmax=77.6，故有：
λ=lo1/il=354/12.6=28,ig_{H7yC
λ＜0.7λmax=0.7×
77.6=54.32
（8）__>
_$5:
6u*
_Bt___!
@X
λ———肢件长细比；
_.FH_g+v1
λmax———构件最大长细比。
I2w___Up_U
3.3.2缀条稳定性验算rypTY_~G__
横向剪力V：
TH$DiH8_
BjZh_n>
2）
［σ］—Q235钢材允许压应力，[σ]=215MPa；
Gh&
?
#r-X_`
fy———屈服强度。
t!
+1tp~[_
每肢斜缀条轴向力N1：
T__V!
'
dK）_
V———缀条横向剪力；
T7T@[714-_
cosθ———缀条垂直方向的夹角。
"
<
g_4X?
t^"
刚度验算：
L-{9lg:
_y
λ=li1=488.8/5.9=82.8＜［λ］=150
（11）_S3D>
_Bl8}
zQ_（kT_w}
i1———角钢惯性半径，查角钢∠30×
3截面特性表得i1=5.9mm；
-R
Xa（Y;
n-
l———缀条设计长度。
{,_,_DZ;
B
强度验算：
f?
_*O^Ge_y
N/A=270×
102=135（N/mm2）＜215N/mm2
（12）_2D_C+di&
稳定性验算：
_1）D0_Ne__
由λ=28，查表知φ=0.943，塑性发展系数htyO_68\_&
γ=0.6+0.0015λ=0.642#_#jz$__Z
N1/φA1=3.075×
103/0.943×
175=18.63＜0.642f=138N/mm2
（13）Q?
3_Bg_l
__8s.y__S
N1———每肢斜缀条轴向力；
[`gqc__3D_
φ———缀条稳定性系数；
Aai"
DUR^j
A1———角钢∠30×
3截面面积；
___?
*SZV__
f———缀条钢材允许压力，f=215N/mm2。
1_q_.C_:
_h
由式（8）、（11）、（12）、（13）可知：
该结构满足局部稳定性要求。
*"
zBSe_;
3.4单肢稳定性验算_KZ_Y__^I
查特性表可知角钢∠63×
4的线质量：
_^QHRv|n
m'
=3.907kg/m_X__M_'
z2_
L'
=Lc/2=14200/2=7.1m;
T_Trq（N@+
m=m'
Lc=3.907×
14.2=55.5kgp-g^#_W:
M1=mL'
=3941N·
m3_P__$L{
惯性矩I=19.03cm4（此种构架挠度在Lc/400之内）。
所以单肢附着在重力作用下的跨中挠度f1为：
.OXOX~n_
f1=1/12•M1L2/EI≈7/400＜Lc/400=14.2/400_>
%E``LZ）
经上述计算可知，该单肢∠63×
4角钢满足稳定性要求。
n|_
jwg7
4结论]8gd$4（aS
（1）理论计算结果和实际应用表明，该超长附着装置用于10号、11号高层建筑的QTZ63系列5013型塔式起重机是安全可靠的，保证了该工程项目的顺利进行。
AFQPf:
qLj
（2）该超长距离附着装置的设计既解决了受压杆过长而引起不稳定的问题，也为建筑施工单位在安装和验算塔式起重机超长距离附着时提供了参考和依据。
_BGi_|-l_
（3）此超长距离附着装置的设计需改进的地方有：
可以将附着杆设置成由标准节和可调节段组成，具有能适应各种长距离要求的组合件，使之通用化；
设计中需对杆件连接及两头铰接处进行强度及稳定性验算。
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