JP7020塔机附着验算计算书

JP7020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q k
q k=0.8βzμzμsω0α0h=0.8×1.73×1.019×1.95×0.2×0.35×1.06=0.204kN/m 2、扭矩组合标准值T k
由风荷载产生的扭矩标准值T k2
T k2=1/2q k l12-1/2q k l22=1/2×0.204×602-1/2×0.204×12.92=350.226kN·m 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）
T k=0.9(T k1+ T k2)=0.9×(402+350.226)=677.003kN·m
3、附着支座反力计算
计算简图
剪力图
得：R E=73.08kN
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2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2处锚固环的截面扭矩T k（考虑塔机产生的扭矩由支座2处的附墙杆承担）,水平内力N w=20.5R E=103.351kN。

计算简图：
塔机附着示意图
塔机附着平面图
α1=arctan(b1/a1)=55.251°
α2=arctan(b2/a2)=40.352°
α3=arctan(b3/a3)=55.942°
β1=arctan((b1+c/2)/(a1+c/2))=52.604°
β2=arctan((b2+c/2)/(a2-c/2))=55.741°
β3=arctan((b3+c/2)/(a3+c/2))=53.1°
各杆件轴力计算：
ΣM O=0
T1×sin(α1-β1)×(b1+c/2)/sinβ1+T2×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T3×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3-T k=0
ΣM h=0
-T2×sinα2×c-T3×sinα3×c+N w×cosθ×c/2-N w×sinθ×c/2-T k=0
ΣM g=0
T1×sinα1×c+N w×sinθ×c/2+N w×cosθ×c/2-T k=0
（1）θ由0～360°循环，当T k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=501.012kN，T2=0kN，T3=0kN
最大轴拉力T1=0kN，T2=413.368kN，T3=211.215kN
（2）θ由0～360°循环，当T k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=413.368kN，T3=211.215kN
最大轴拉力T1=501.012kN，T2=0kN，T3=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：R E=243.244kN
2、附墙杆内力计算
支座2处锚固环的水平内力N w=R E=243.244kN。

根据工作状态方程组Tk=0，θ由0～360°循环，求解各杆最大轴拉力和轴压力：最大轴压力T1=209.372kN，T2=63.7kN，T3=246.07kN
最大轴拉力T1=209.372kN，T2=63.7kN，T3=246.07kN
五、附墙杆强度验算
附墙杆钢管规格(mm) Φ180×12附墙杆截面面积A(mm2) 6333.451
附墙杆截面回转半径i(mm) 59.548 附墙杆强度设计值[f](N/mm2) 173
附墙杆允许长细比[λ]150
σ=N/A=501012/6333.451=79.106N/mm2≤[f]=173N/mm2
满足要求！
2、杆件轴心受压强度验算
附墙杆1长细比：
λ1=L0/i=(a12+b12)0.5/i=(23102+33302)0.5/59.548=68.059≤[λ]=150，查规范表得：φ1=0.762
满足要求！
附墙杆2长细比：
λ2=L0/i=(a22+b22)0.5/i=(39902+33902)0.5/59.548=87.923≤[λ]=150，查规范表得：φ2=0.635
满足要求！
附墙杆3长细比：
λ3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(22512+33302)0.5/59.548=67.499≤[λ]=150，查规范表得：φ3=0.766
满足要求！
附墙杆1轴心受压稳定系数：
σ1＝N1/(φ1A)=501012/(0.762×6333.451)=103.813N/mm2≤[f]=173N/mm2
满足要求！
附墙杆2轴心受压稳定系数：
σ2＝N2/(φ2A)=413368/(0.635×6333.451)=102.783N/mm2≤[f]=173N/mm2
满足要求！
附墙杆3轴心受压稳定系数：
σ3＝N3/(φ3A)=246070/(0.766×6333.451)=50.721N/mm2≤[f]=173N/mm2
满足要求！
六、附着杆与结构连接节点验算
各附着点所受荷的剪力、轴力和弯矩分别为：
F1=N1sinα1=501.012×sin55.251°=411.661kN,V1=N1cosα1=501.012×cos55.251°=285.56 7kN;
F2=N2sinα2=413.368×sin40.352°=267.648kN,V2=N2cosα2=413.368×cos40.352°=315.02 kN;
F3=N3sinα3=246.07×sin55.942°=203.862kN,V3=N3cosα3=246.07×cos55.942°=137.806k N;
M1=V1L=285.567×0.195=55.685 kN.m
M2=V2L=315.02×0.195=61.429 kN.m
M3=V3L=137.806×0.195=26.872 kN.m
根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) 第9.7.2条计算锚筋面积，
锚筋受剪影响系数αv=(4.0-0.08d)(f c/f y)0.5=(4.0-0.08×20)×(16.7/270)0.5=0.597
锚板弯曲变形折减系数αb=0.6+0.25d t/d=0.6+0.25×10/20=0.725
锚筋排数影响系数αr=0.9
附着点1
A s≥V/(αrαv f y)+F/(0.8αb f y)+M/(1.3αrαb f y z)=285.567×103/(0.9×0.597×270)+411.661×103/(
0.8×0.725×270)+55.685×106/(1.3×0.9×0.725×270×300)=5407.666mm2
A s≥F/(0.8αb f y)+M/(1.3αrαb f y z)=411.661×103/(0.8×0.725×270)+55.685×106/(1.3×0.9×0.7 25×270×300)=3439.205mm2
取A s=5407.666mm2
实际配筋A s实际=10×3.14×202/4=3140mm2
A s实际<A s
不满足要求，调整材料类型！
附着点2
A s≥V/(αrαv f y)+F/(0.8αb f y)+M/(1.3αrαb f y z)=315.02×103/(0.9×0.597×270)+267.648×103/(0 .8×0.725×270)+61.429×106/(1.3×0.9×0.725×270×300)=4774.662mm2
A s≥F/(0.8αb f y)+M/(1.3αrαb f y z)=267.648×103/(0.8×0.725×270)+61.429×106/(1.3×0.9×0.7 25×270×300)=2603.175mm2
取A s=4774.662mm2
实际配筋A s实际=10×3.14×202/4=3140mm2
A s实际<A s
不满足要求，调整材料类型！
附着点3
A s≥V/(αrαv f y)+F/(0.8αb f y)+M/(1.3αrαb f y z)=137.806×103/(0.9×0.597×270)+203.862×103/(
0.8×0.725×270)+26.872×106/(1.3×0.9×0.725×270×300)=2642.832mm2
A s≥F/(0.8αb f y)+M/(1.3αrαb f y z)=203.862×103/(0.8×0.725×270)+26.872×106/(1.3×0.9×0.7 25×270×300)=1692.91mm2
取A s=2642.832mm2
实际配筋A s实际=10×3.14×202/4=3140mm2
A s实际>A s
满足要求！
根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第8.3.1条
基本锚固长度l ab=αdf y/f t=0.16×20×270/1.57=550.318mm
锚固长度修正系数ξa=0.8
L a=ξa l ab=0.8×550.318=440.255mm
2、吊耳板计算
吊孔直径D(mm) 61 吊耳板许用拉应力[σ](N/mm2) 173
吊耳板许用剪应力[τ](N/mm2) 122 连接板耳板排数 2
N S=max{N1,N2,N3}/2=250.506kN
吊耳板吊索方向的最大拉应力：
σL= N S/(S(2R-D))= 250.506×103/(20×(2×85-61))=114.911N/mm2≤[σ]=173N/mm2 符合要求！
吊耳板吊索方向的最大剪应力：
τL= N S/(S(2R-D))= 250.506×103/(20×(2×85-61))=114.911N/mm2≤[τ]=122N/mm2
符合要求！
附图如下：
塔机附着节点详图。