附着式塔吊机结构安全验算计算书.docx

1、附着式塔吊机结构安全验算计算书塔机附着验算计算书 计算依据： 1、塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ/T187-2009 2、钢结构设计标准GB50017-2017 一、塔机附着杆参数塔机型号SYT80(TC6011-6)-三一重工塔身桁架结构类型方钢管塔机计算高度H(m)121.5塔身宽度B(m)1.6起重臂长度l1(m)57平衡臂长度l2(m)12.9起重臂与平衡臂截面计算高度h(m)1.06工作状态时回转惯性力产生的扭矩标准值Tk1(kNm)300工作状态倾覆力矩标准值Mk(kNm)1481.8非工作状态倾覆力矩标准值Mk(kN*m)2177 附着杆数四杆附着附墙杆类型类附墙杆截面类

2、型钢管附墙杆钢管规格(mm)21912塔身锚固环边长C(m)1.8 二、风荷载及附着参数附着次数N3附着点1到塔机的横向距离a1(m)2.6点1到塔机的竖向距离b1(m)5附着点2到塔机的横向距离a2(m)2.6点2到塔机的竖向距离b2(m)3.2附着点3到塔机的横向距离a3(m)2.6点3到塔机的竖向距离b3(m)3.2附着点4到塔机的横向距离a4(m)2.6点4到塔机的竖向距离b4(m)5工作状态基本风压0(kN/m2)0.2非工作状态基本风压0(kN/m2)0.35塔身前后片桁架的平均充实率00.35 第N次附着附着点高度h1(m)附着点净高h01(m)风压等效高度变化系数z工作状态风荷

3、载体型系数s非工作状态风荷载体型系数s工作状态风振系数z非工作状态风振系数z工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk非工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk第1次附着30300.7741.951.951.791.9450.290.552第2次附着55250.9221.951.951.7551.9120.3390.647第3次附着80251.0611.951.951.7121.8770.3810.731悬臂端110301.2061.951.951.6951.8630.4290.824 附图如下:塔机附着立面图 三、工作状态下附墙杆内力计算 1、在平衡臂、起重臂高度处的风荷载标准值qk qk=0.8

4、zzs00h=0.81.6951.2061.950.20.351.06=0.237kN/m 2、扭矩组合标准值Tk 由风荷载产生的扭矩标准值Tk2 Tk2=1/2qkl12-1/2qkl22=1/20.237572-1/20.23712.92=365.287kNm 集中扭矩标准值（考虑两项可变荷载控制的组合系数取0.9） Tk=0.9(Tk1+ Tk2)=0.9(300+365.287)=598.758kNm 3、附着支座反力计算 计算简图 剪力图 得：RE=100.427kN 在工作状态下，塔机起重臂位置的不确定性以及风向的随机性，在计算支座4处锚固环截面内力时需考虑塔身承受双向的风荷载和倾

5、覆力矩及扭矩。 4、附墙杆内力计算 支座4处锚固环的截面扭矩Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座4处的附墙杆承担）,水平内力Nw=20.5RE=142.025kN。 计算简图：塔机附着示意图塔机附着平面图 1=arctan(b1/a1)=62.526 2=arctan(b2/a2)=50.906 3=arctan(b3/a3)=50.906 4=arctan(b4/a4)=62.526 1=arctan(b1-c/2)/(a1+c/2)=49.514 2=arctan(b2+c/2)/(a2+c/2)=49.514 3=arctan(b3+c/2)/(a3+c/2)=49.514 4=arctan(

6、b4-c/2)/(a4+c/2)=49.514 四杆附着属于一次超静定结构，用力法计算，切断T4杆并代以相应多余未知力X1=1。 11 X1+1p=0 X1=1时，各杆件轴力计算： T11sin(1-1)(b1-c/2)/sin1+T21sin(2-2)(b2+c/2)/sin2-T31sin(3-3)(b3+c/2)/sin3-1sin(4-4)(b4-c/2)/sin4=0 T11cos1c-T31sin3c-1cos4c-1sin4c=0 T21cos2c+T31sin3c-T31cos3c+1sin4c=0 当Nw、Tk同时存在时，由0360循环，各杆件轴力计算： T1psin(1-1

7、)(b1-c/2)/sin1+T2psin(2-2)(b2+c/2)/sin2-T3psin(3-3)(b3+c/2)/sin3-Tk=0 T1pcos1c-T3psin3c-Nwsinc/2+Nwcosc/2-Tk=0 T2pcos2c-T3psin3c+T3pcos3c-Nwsinc/2-Nwcosc/2-Tk=0 11=(T12L/(EA)=T112(a1/cos1)/(EA)+T212(a2/cos2)/(EA)+T312(a3/cos3)/(EA)+12(a4/cos4)/(EA) 1p=(T1TpL/(EA)=T11T1p(a1/cos1)/(EA)+T21T2p(a2/cos2)

8、/(EA)+T31T3p(a3/cos3)/(EA) X1= -1p/11 各杆轴力计算公式如下： T1= T11X1+ T1p，T2= T21X1+T2p，T3=T31X1+T3p，T4=X1 （1）由0360循环，当Tk按图上方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力： 最大轴压力T1=305.021kN，T2=0kN，T3=328.35kN，T4=0kN 最大轴拉力T1=0kN，T2=328.565kN，T3=0kN，T4=305.255kN （2）由0360循环，当Tk按图上反方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力： 最大轴压力T1=0kN，T2=328.564kN，T3=0kN，T4=305

9、.255kN 最大轴拉力T1=305.02kN，T2=0kN，T3=328.351kN，T4=0kN 四、非工作状态下附墙杆内力计算 此工况下塔机回转机构的制动器完全松开，起重臂能随风转动，故不计风荷载产生的扭转力矩。 1、附着支座反力计算 计算简图 剪力图 得：RE=158.932kN 2、附墙杆内力计算 支座4处锚固环的水平内力Nw=RE=158.932kN。 根据工作状态方程组Tk=0，由0360循环，求解各杆最大轴拉力和轴压力： 最大轴压力T1=41.953kN，T2=148.433kN，T3=148.601kN，T4=41.909kN 最大轴拉力T1=41.952kN，T2=148.

10、433kN，T3=148.601kN，T4=41.908kN 五、附墙杆强度验算附墙杆钢管规格(mm)21912附墙杆截面面积A(mm2)7803.716附墙杆截面回转半径i(mm)73.308附墙杆强度设计值f(N/mm2)205附墙杆允许长细比150 1、杆件轴心受拉强度验算 =N/A=328564/7803.716=42.104N/mm2f=205N/mm2 满足要求！ 2、杆件轴心受压强度验算 附墙杆1长细比： 1=L0/i=(a12+b12)0.5/i=(26002+50002)0.5/73.308=76.876=150，查规范表得：1=0.708 满足要求！ 附墙杆2长细比： 2=

11、L0/i=(a22+b22)0.5/i=(26002+32002)0.5/73.308=56.244=150，查规范表得：2=0.827 满足要求！ 附墙杆3长细比： 3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(26002+32002)0.5/73.308=56.244=150，查规范表得：3=0.827 满足要求！ 附墙杆4长细比： 4=L0/i=(a42+b42)0.5/i=(26002+50002)0.5/73.308=76.876=150，查规范表得：4=0.708 满足要求！ 附墙杆1轴心受压稳定系数： N1/(1Af)=305020/(0.7087803.716205)=0.26

12、91 满足要求！ 附墙杆2轴心受压稳定验算： N2/(2Af)=328565/(0.8277803.716205)=0.2481 满足要求！ 附墙杆3轴心受压稳定验算： N3/(3Af)=328351/(0.8277803.716205)=0.2481 满足要求！ 附墙杆4轴心受压稳定验算： N4/(4Af)=305255/(0.7087803.716205)=0.271 满足要求！ 六、附着杆与结构连接节点验算附着杆与建筑物连接方式铰接连接钢板厚度dt(mm)10连接钢板强度等级Q345建筑物混凝土强度等级C35连接板固定方式锚固螺栓连接板耳板排数2各附着点螺栓个数n4锚固螺栓类型承压型高强

13、螺栓螺栓承压强度设计值fcb(N/mm2)590高强螺栓的性能等级8.8级高强螺栓的有效直径21.19高强螺栓公称直径M24高强螺栓抗剪强度设计值fvb(N/mm2)250高强螺栓抗拉强度设计值ftb(N/mm2)400高强螺栓受剪切面数nv1 1、高强螺栓承载力计算 假设每个螺栓承受附着杆传来的拉力和剪力均相等，各附着点所受荷载如下： F1=N1sin1=305.02sin62.526=270.619kN,V1=N1cos1=305.02cos62.526=140.722kN; F2=N2sin2=328.565sin50.906=255.004kN,V2=N2cos2=328.565cos

14、50.906=207.191kN; F3=N3sin3=328.351sin50.906=254.838kN,V3=N3cos3=328.351cos50.906=207.056kN; F4=N4sin4=305.255sin62.526=270.827kN,V4=N4cos4=305.255cos62.526=140.83kN; 单个高强螺栓抗剪承载力设计值Nvb=nvd2efvb/4=13.14221.192250/(41000)=88.164kN 每个高强螺栓受拉承载力设计值Ntb=d2eftb/4=3.14221.192400/(41000)=141.063kN 附着杆1： NV= V

15、1/n=140.722/4=35.18kN Nt= F1/n=270.619/4=67.655kN 承压承载力设计值Ncb=ddtfcb/1000=2410590/1000=141.6kN (NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)20.5=(35.18/88.164)2+(67.655/141.063)20.5=0.6241 NV=35.18kNNcb/1.2=141.6/1.2=118kN 承压承载力满足要求。 附着杆2： NV= V2/n=207.191/4=51.798kN Nt= F2/n=255.004/4=63.751kN 承压承载力设计值Ncb=ddtfcb/1000=2410590

16、/1000=141.6kN (NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)20.5=(51.798/88.164)2+(63.751/141.063)20.5=0.7411 NV=51.798kNNcb/1.2=141.6/1.2=118kN 承压承载力满足要求。 附着杆3： NV= V3/n=207.056/4=51.764kN Nt= F3/n=254.838/4=63.709kN 承压承载力设计值Ncb=ddtfcb/1000=2410590/1000=141.6kN (NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)20.5=(51.764/88.164)2+(63.709/141.063)20.5=0.74

17、11 NV=51.764kNNcb/1.2=141.6/1.2=118kN 承压承载力满足要求。 附着杆4： NV= V4/n=140.83/4=35.208kN Nt= F4/n=270.827/4=67.707kN 承压承载力设计值Ncb=ddtfcb/1000=2410590/1000=141.6kN (NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)20.5=(35.208/88.164)2+(67.707/141.063)20.5=0.6241 NV=35.208kNNcb/1.2=141.6/1.2=118kN 承压承载力满足要求。 2、吊耳板计算吊耳板厚S(mm)13吊耳板宽LDP(mm)200吊耳板高L(mm)300吊耳板圆周外半径R(mm)100吊孔直径D(mm)50吊耳板许用拉应力(N/mm2)205吊耳板许用剪应力(N/mm2)125连接板耳板排数2 NS=maxN1,N2,N3,N4/2=164.282kN 吊耳板吊索方向的最大拉应力： L= NS/(S(2R-D)= 164.282103/(13(2100-50)=84.247N/mm2=205N/mm2 符合要求！ 吊耳板吊索方向的最大剪应力： L= NS/(S(2R-D)= 164.282103/(13(2100-50)=84.247N/mm2=125N/mm2 符合要求！ 附图如下：塔机附着节点详图