塔吊扶墙附着计算书.docx

1、塔吊扶墙附着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、钢结构设计规范GB50017-2003 一、塔机附着杆参数塔机型号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)270工作状态倾覆力矩标准值Mk(kNm)1039非工作状态倾覆力矩标准值Mk(kN*m)1668 附着杆数四杆附着附墙杆类型类附墙杆截面类型格构柱塔身锚固环边长C(m)1.8 二、风荷载及附着参

2、数附着次数N3附着点1到塔机的横向距离a1(m)7点1到塔机的竖向距离b1(m)10.9附着点2到塔机的横向距离a2(m)7点2到塔机的竖向距离b2(m)9.1附着点3到塔机的横向距离a3(m)7.5点3到塔机的竖向距离b3(m)9.1附着点4到塔机的横向距离a4(m)7.5点4到塔机的竖向距离b4(m)10.9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)1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

3、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30300.7741.951.951.791.9450.291.578第2次附着55250.9221.951.951.7551.9120.3391.848第3次附着80251.0611.951.951.7121.8770.3812.088悬臂端110301.2061.951.951.6951.8630.4292.355 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=0.8zzs00h=0.81.6951.2061.950.20.351.06=0.237kN/

4、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(270+365.287)=571.758kNm 3、附着支座反力计算 计算简图 剪力图 得：RE=77.975kN 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

5、4处的附墙杆承担）,水平内力Nw=20.5RE=110.273kN。 计算简图：塔机附着示意图塔机附着平面图 1=arctan(b1/a1)=57.291 2=arctan(b2/a2)=52.431 3=arctan(b3/a3)=50.505 4=arctan(b4/a4)=55.469 1=arctan(b1-c/2)/(a1+c/2)=51.691 2=arctan(b2+c/2)/(a2+c/2)=51.691 3=arctan(b3+c/2)/(a3+c/2)=49.97 4=arctan(b4-c/2)/(a4+c/2)=49.97 四杆附着属于一次超静定结构，用力法计算，切断T

6、4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)(b1-c/2)/sin1+T2psin(2-2)(b2+c/2)/sin2-T3psin(

7、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)/(EA)+T31T3p(a3/cos3)/(EA) X1= -1p/11 各杆轴力计算公式如

8、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=272.152kN，T2=0kN，T3=350.549kN，T4=0kN 最大轴拉力T1=0kN，T2=312.799kN，T3=0kN，T4=304.904kN （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=312.799kN，T3=0kN，T4=304.904kN 最大轴拉力T1=272.152kN，T2=0kN，T3=350.548kN，T

9、4=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=223.29kN 2、附墙杆内力计算 支座4处锚固环的水平内力Nw=RE=223.29kN。 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=65.355kN，T2=206.929kN，T3=219.383kN，T4=71.665kN 最大轴拉力T1=65.354kN，T2=206.93kN，T3=219.382kN，T4=71.665kN 五、附墙杆强度验算格构柱参数格构柱

10、截面类型四肢格构柱缀件形式缀条缀件间净距l01(mm)400格构柱截面边长a(mm)500格构柱分肢参数格构柱分肢材料L63X5分肢材料截面积A0(cm2)6.14分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm)1.25分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4)23.17分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0(cm)1.74分肢材料强度设计值fy(N/mm2)345分肢材料抗拉、压强度设计值f(N/mm2)345格构柱缀件参数缀条材料L50X5缀条最小回转半径inim(cm)0.98缀条截面积Az(cm2)4.8 附图如下:塔机附着格构柱截面 1、杆件轴心受拉强度验算 A=4A0=46.14100=2456mm2

11、=N/A=350549/2456=142.732N/mm2f=345N/mm2 满足要求！ 2、格构式钢柱换算长细比验算 杆件1的计算长度：L0=(a12+b12)0.5=12954.15mm 整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩： Ix=4I0+A0(a/2-Z0)2=423.17+6.14(50/2-1.74)2=13380.318cm4 整个构件长细比：x=y=L0/(Ix/(4A0)0.5=1295.415/(13380.318/(46.14)0.5=55.5 分肢长细比：1=l01/iy0=40/1.25=32 分肢毛截面积之和：A=4A0=46.14100=2456mm2 构件截面中垂直

12、于X轴的各斜缀条的毛截面积之和： A1x=2Az=2480=960mm2 格构式钢柱绕两主轴的换算长细比： 0max=(x2+40A/A1x)0.5=(55.52+402456/960)0.5=56.414 附墙杆1长细比： 01max=56.414=100，查规范表得：1=0.761 满足要求！ 附墙杆2长细比： 02max=50.217=100，查规范表得：2=0.803 满足要求！ 附墙杆3长细比： 03max=51.525=100，查规范表得：3=0.794 满足要求！ 附墙杆4长细比： 04max=57.582=100，查规范表得：4=0.752 满足要求！ 附墙杆1轴心受压稳定系数

13、： 1N1/(1A)=272152/(0.7612456)=145.612N/mm2f=345N/mm2 满足要求！ 附墙杆2轴心受压稳定系数： 2N2/(2A)=312799/(0.8032456)=158.607N/mm2f=345N/mm2 满足要求！ 附墙杆3轴心受压稳定系数： 3N3/(3A)=350548/(0.7942456)=179.762N/mm2f=345N/mm2 满足要求！ 附墙杆4轴心受压稳定系数： 4N4/(4A)=304904/(0.7522456)=165.089N/mm2f=345N/mm2 满足要求！ 3、格构式钢柱分肢的长细比验算 附墙杆1钢柱分肢的长细比

14、： 1=320.701max=0.756.414=39.49 满足要求！ 附墙杆2钢柱分肢的长细比： 2=320.702max=0.750.217=35.152 满足要求！ 附墙杆3钢柱分肢的长细比： 3=320.703max=0.751.525=36.067 满足要求！ 附墙杆4钢柱分肢的长细比： 4=320.704max=0.757.582=40.307 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)16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锚固螺栓类型地脚螺栓连接钢板承压强度

15、设计值fcb(N/mm2)305地脚螺栓直径d(mm)28地脚螺栓有效直径de(mm)26螺栓抗剪强度设计值fvb(N/mm2)140螺栓抗拉强度设计值ftb(N/mm2)170地脚螺栓受剪面数目nv1 1、地脚螺栓承载力计算 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=272.152sin57.291=228.997kN,V1=N1cos1=272.152cos57.291=147.062kN; F2=N2sin2=312.799sin52.431=247.932kN,V2=N2cos2=312.799cos52.431=190.717kN; F

16、3=N3sin3=350.548sin50.505=270.513kN,V3=N3cos3=350.548cos50.505=222.95kN; F4=N4sin4=304.904sin55.469=251.186kN,V4=N4cos4=304.904cos55.469=172.835kN; 单个螺栓抗剪承载力设计值Nvb=nvd2fvb/4=13.1428214010-3/4=86.162kN 单个螺栓抗拉承载力设计值Ntb=nvde2ftb/4=13.1426217010-3/4=90.212kN 单个螺栓抗压承载力设计值Ncb=ddtfcb=281630510-3=136.64kN 附

17、着杆1： NV= V1/n=147.062/4=36.766kN Nt= F1/n=228.997/4=57.249kN (NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)20.5=(36.766/86.162)2+(57.249/90.212)20.5=0.7651 NV=36.766kNNcb=136.64kN 承压承载力满足要求。 附着杆2： NV= V2/n=190.717/4=47.679kN Nt= F2/n=247.932/4=61.983kN (NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)20.5=(47.679/86.162)2+(61.983/90.212)20.5=0.8821 NV=47.67

18、9kNNcb=136.64kN 承压承载力满足要求。 附着杆3： NV= V3/n=222.95/4=55.738kN Nt= F3/n=270.513/4=67.628kN (NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)20.5=(55.738/86.162)2+(67.628/90.212)20.5=0.991 NV=55.738kNNcb=136.64kN 承压承载力满足要求。 附着杆4： NV= V4/n=172.835/4=43.209kN Nt= F4/n=251.186/4=62.797kN (NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)20.5=(43.209/86.162)2+(62.797/9

19、0.212)20.5=0.8581 NV=43.209kNNcb=136.64kN 承压承载力满足要求。 2、吊耳板计算吊耳板厚S(mm)20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=175.274kN 吊耳板吊索方向的最大拉应力： L= NS/(S(2R-D)= 175.274103/(20(2100-50)=58.425N/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)= 175.274103/(20(2100-50)=58.425N/mm2=125N/mm2 符合要求！ 附图如下：塔机附着节点详图