计及附着柔性的塔式起重机附着撑杆受力计算分析
塔式起重机附着架撑杆内力如何计算
塔式起重机附着架撑杆内力如何计算2008-03-28 09:46附着式塔机附着架承受塔身传递的荷载，附着架中的撑杆是支撑塔机的重要承力构件，设计各撑杆时应确定在塔身荷载作用下各撑杆的最大内力作为撑杆结构强度设计依据。
由于四撑杆的附着架结构形式复杂，同时作用于附着架的塔身荷载方向随塔机臂架工作位置而变化，用手算方法确定各撑杆的最大内力，工作量极大而且困难，为此本文介绍借助计算机用结构矩阵分析方法计算附着架各撑杆内力，确定在塔身荷载作用下各撑杆最大内力。
1 结构矩阵位移分析法结构矩阵分析中运用矩阵进行运算，所得公式非常紧凑，便于使计算过程程序化。
结构矩阵法中主要有矩阵位移法和矩阵力法，对于杆系结构矩阵位移法更便于编制通用程序，因而在工程界使用较为广泛。
在平面杆系结构中，用直接刚度法集成在空间不受约束的总刚度矩阵，经过结构的实际位移边界条件处理后，形成结构总刚度矩阵，方程组可归纳成一般形式：或简写成：[K] {△}={F} （2）其中[K]是结构总刚度矩阵，{△}是节点位移列矩阵(或称未知项)，{F}是节点荷载列矩阵。
结构总刚度矩阵[K]仅与各单元的横截面面积、惯性矩、弹性模量、长度等因素有关，而与其它荷载等外部因素无关。
当结构总刚度矩阵[K]和节点荷载列矩阵{F}确定后即可运用矩阵运算理论求解节点位移列矩阵{△}，而单元的杆端力则可根据单元两端节点位移确定。
2 撑杆内力计算及程序设计附着架由框架和撑杆两部分组成，框架一般是由槽钢或工字钢等型钢构材料焊接而成的钢架结构，塔身在框架内侧，框架用螺栓固定在塔身主弦杆上。
撑杆则是用销轴与框架和建筑物支座相连，从而起到支撑塔机的作用。
对于一台塔机而言，框架结构形式一般是不变的，而撑杆的布置形式则与施工现场的实际情况和要求有关常见的有3撑杆和4撑杆布置形式。
作用于附着架的荷载有塔身传递的扭矩M和支承力S(如图1)。
支承力S的方向与塔机上部臂架工作位置有关，当塔机上部臂架回转到任意位置时，附着架均应能有效支承塔机，因此一般认为对于一组荷载组合，支承力S的方向与X轴的夹角。
塔式起重机附着反力的计算探讨
关键词 ： 塔式起重机 ； 附着反 力； 计算 ； 探讨
ｌ 附着 水 平 Ｓ 及 扭 矩 Ｍｎ
塔机在 附着状态，塔身 的力学模型可视为一多跨外伸梁 ， 塔 机 附着装置可视 为支座链杆， 最高一处附着装置 的载荷最大 。产 生 的载荷为两种 ：①塔机在工作状态或非工作状态 下 由不平衡 力矩 、 变幅小车行走惯性力、 风载产生 的水平力 Ｓ ； ②塔机在工作
状 态 由 风 载 和 回转 惯 性 力 产 生 的 扭 矩 Ｍｎ 。 扭 矩 的 计 算 非 常 简 单， 只 要将 塔机 上部 回转 部 件 所 受 的风 力 、 回转 惯 性 力 乘 上 各 自 的作 用 点至 回转 中心 的距 离 求 代 数 和 即可 得 到 。 水平 力 Ｓ的 计 算可建立图 １ （ ａ ） 的力 学 模 型 。 Ｍ
度之和的 １ ／ ２ ， 即Ｌ Ｈ ＝ １ ／ ２ ・ （ Ｌ 。 ＋ Ｌ ， 见图 １ （ ｂ ） 。
两 个 方 位 ， 故 应 用 矢 量 合 成 ， 即Ｒ ： 、 ／ （ Ｒ ： ＋ Ｒ ， ＋ Ｒ ） ＋ Ｒ ： ． ： Ｓ
２ 附着装置支撑杆 件的最大值
今 以 最 普 遍 应 用 的 三 根 支 撑 杆 的 附 着 体 系 为 例 ，求 Ｒ 、
工 艺 与设 备
／
Ｒ ＋ Ｒ ２
， 。 ／ ｆ 、 Ｍ ｎ Ｄ Ｉ
、
争ｉ ｎ ０ ｌ ｃ ｓ ０ ｌ ‘ ｎ ｓ ｏ 仅 ｔ ’ ． （ １ － ２ ｌ ｓ ￣ ｉ ｎ ） ｃ ｌ ３ ｏ ｓ ３ １
＝
ｂ Ｓ ｃ ｌ ｏ ｎ ｓ ｏ ａ ｌ ２ ｌ ａ ｓ ｉ ｂ ｎ 南 ３ １ ｌ
将求 出的 ０极值代入 （ ３ ） 式， 即可得 到附着水平反力的 Ｒ 最
塔式起重机四附着杆的计算
塔式起重机四附着杆的计算1.塔式起重机四附着杆的作用和构造角杆是垂直于塔身并连接到塔身顶部和地面的杆状结构。
角杆的长度和角度根据起重机的设计要求来确定，一般需满足起重机在最大工作半径下的安全要求。
拉杆是连接角杆和地面的斜杆状结构。
拉杆的长度和角度也需要根据起重机的设计要求来确定，一般需满足起重机在最大工作半径下的安全要求。
2.塔式起重机四附着杆的计算方法(1)角杆的计算角杆的计算主要包括长度计算和角度计算。
长度计算：角杆的长度需要满足角杆在最大工作半径下受到的力矩和弯矩的要求。
力矩和弯矩的计算需要考虑塔身的高度、塔身的截面形状、起重物的重量、风压等因素。
根据这些因素，可以使用静力分析或弹性力学分析方法来计算角杆的长度。
角度计算：角杆的角度需要满足起重机在最大工作半径下的稳定性要求。
一般来说，角度越大，起重机的稳定性越好。
但是，角度过大会增加起重机的重量和占地面积，同时也会增加杆件的长度和材料使用量。
因此，在计算角杆的角度时，需要综合考虑起重机的稳定性和经济性。
(2)拉杆的计算拉杆的计算主要包括长度计算和角度计算。
长度计算：拉杆的长度可以根据静力平衡原理来计算。
在最大工作半径下，拉杆承受的拉力应该等于四附着杆支撑塔式起重机的重力。
根据这个原理，可以得到拉杆的长度。
角度计算：拉杆的角度一般应大于30度，以保证拉杆能有足够的拉力抵抗塔身的压力和扭矩。
同时，角度过大也会增加拉杆的长度和材料使用量。
因此，在计算拉杆的角度时，需要综合考虑起重机的稳定性和经济性。
3.注意事项在计算四附着杆时，需要考虑起重机的最大工作半径、起重物的重量、风压、塔身的高度和截面形状等因素。
同时，还需要满足国家相关标准和规范的要求，以确保起重机的安全和可靠性。
在实际应用中，四附着杆的计算通常由专业工程师进行，需要进行详细的结构计算和强度验证，以确保起重机的稳定性和安全性。
总结：塔式起重机四附着杆的计算包括角杆的计算和拉杆的计算。
在计算四附着杆时，需要考虑起重机的最大工作半径、起重物的重量、风压、塔身的高度和截面形状等因素，并满足国家相关标准和规范的要求。
塔式起重机塔吊超长附着附着支撑杆及高强螺栓验算计算书
QTZ5012塔机附着支撑杆及高强螺栓验算工程名称：施工单位：编制单位：一、工程概况该项目工地安装一台重庆桥瑞机械厂生产的QTZ5012塔机，塔身中心距建筑物7.8m，附着支撑杆与塔身的角度较小，不满足塔机说明书的规定，需重新计算。
附墙耳板座与建筑物剪力墙用M24高强螺栓夹持连接，其余采用销轴连接。
附着装置采用三杆式体系，附着支撑杆采用10φ无缝钢管。
159⨯与塔身上的附着框架采用销轴铰接。
顶升加高标准节前，应先安装附着装置，然后顶升加节，附着装置以上的塔身悬伸高度不得超过塔机使用说明书的规定高度。
二、编制依据GB/T13752 塔式起重机设计规范GB/T5031—2008 塔式起重机DBJ50—140—2012 塔式起重机安装与拆卸技术规范JGJ33-2012 建筑机械使用安全技术规程重庆桥瑞QTZ5012塔机使用说明书工程施工图三、塔机支撑杆布置及支撑杆受力验算1.计算力学模型塔机在附着状态为一多跨外伸梁，附着装置可视为支座链杆，由结构力学可知，多道连续梁在承受杆端弯矩、轴向力、横向剪力时，最上一道支座链杆（附着装置）受力最大，由上到下受力逐次递减。
只要计算出第一道附着装置的内力，以后安装第二道附着装置后，其内力与第一道相同，第一道附着的内力减小；随着附着道数的增多，始终是最上一道附着装置受力最大。
由于塔身附着处载荷小于独立状态时载荷，故不需再验算塔身强度及稳定性，只计算附着反力。
附着装置在工作状态下主要承受风载和起升平面弯矩产生的水平力，以及扭矩引起的内力。
计算多跨外伸梁的支座反力（即水平力）相当繁琐，根据我公司多次的计算对比，可简化为一端固定另一端只有一个链杆的一次超静定结构。
由于附着状态下最上一道附着受力最大，据以上力学模型可求得该处附着框水平合力为F，由该塔机使用说明书查得附着框扭矩M。
n 三杆式附着为静定体系。
当水平力和扭矩为恒定值时，各杆件的内力随水平力的方位变化而改变。
塔机起重臂在0360范围内回转，各杆件在回转过程中分别出现最大内力。
塔式起重机三杆式超长附着杆受力分析
塔式起重机三杆式超长附着杆受力分析随着建筑业的迅猛发展，高层建筑成为城市建筑的主流，附着式塔式起重机使用也越来越多，而建筑设计外观新颖性、创造性、艺术性造成塔机附着杆件超长，因附着不当，造成的塔机安全事故频繁发生。
而塔机原设计的常规附着装置都是距离较短，对于塔机超长附着杆，必须对其进行强度、刚度和稳定性校核。
而塔机附着形式常用的有三杆式和四杆式两种。
标签：塔式起重机;附着杆;计算工程概况本文某项目塔机型号为TC6016，建筑物高度79米，塔机布置4道附墙，在塔机约28米、43米、55米及67米高度处布置附着，塔机总高度90米，塔身中心距离墙面附着结点垂直距离达9.5米，最长附着杆长度达到11.3米。
由于塔机附着杆长度过长，影响附着杆稳定性。
为此，本方案采用在建筑物外焊接型钢支撑平台，将附着杆与钢支撑平台连接，从而减小附着杆件的长度，确保塔机的安全使用。
附着杆采用三杆式配调节螺杆，主管采用￠194×8无缝钢管，塔机最大倾覆力矩1617KN·M，最大扭矩453KN·M，风荷载0.3KN/M。
一、支座力计算附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下，另塔机附墙布置如图：弯矩图Nw=221kN二、附着杆内力计算计算简图：b1=7.33 a1=3.675 a2=8.4计算单元的平衡方程：1、第一种工况的计算：塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合风荷载扭矩。
将上面的方程组求解，其中θ°从0-360°循环，分别取正负两种情况，求得各附着最大的轴压和轴拉力。
杆1的最大轴向压力为：440kN;杆2的最大轴向压力为：0kN;杆3的最大轴向压力为：167kN;杆1的最大轴向拉力为：0kN;杆2的最大轴向拉力为：368kN;杆3的最大轴向拉力为：287kN;2、第二种工况的计算：塔机非工作状态，风向顺着着起重臂，不考虑扭矩的影响。
塔式起重机附着撑杆设计
塔式起 重机附着撑杆设 计
２ ２ ５ ３ ０ ０ 江苏省泰州市腾发建筑机械有限公 司 袁 小梅
摘 要 ：近年来 ，随着高层建筑增多，塔式起重机的独立高度往往不能满足施工的要求 ，这样就需要对塔式起重机进行附着。本文对塔 式起重机 附着撑杆受 附着撑杆
力进行设计分析。
关麓调 ：塔式起 重机
（ ａ ）
图三 工况二时附着装黉受力图
［ ４ ］周竞欧 ，结构 力学 ，同济 大学出版社 作者简介 ： 袁 小梅 ，女，１ ９ ７ ６ 年 出生。毕业于 江苏泰 州市职业技术 学院。多年来从 事塔式起重机 、施工升降机 、机械式停车设备的设计、开发 、制造 。
Ｉ ｌ Ｉ【 舟 ｌ ｝ １ ＋再 Ｉ ｃ ｔ Ｂ ａ ｌ ‘ ｌ 卜￡ （ ｂ ＋ｃ ） ｓ ｉ ｎ ｌ ２ｉ ＋口 ０ ｌ ３ ｊ 十￣ １ ５ １ ｍ ｃ ｄ Ｉ ２ ｅ 。 ｓ ｑ３； ） ， ｔ （ ｂ＋２ ｃ ） Ｃ ｏ ｓ ａ Ｉ ３ ｓ ｔ ｎ （ ‘ Ｉ Ｉ ＆ ２ ）Ｉ ｉ ＋ｃ ） Ｉ Ｓ ￣ ｎ （ “ ‘ ｉ ＋ａ ｌ ｚ ３ ｝ ｃ ｏ ｓ ａ ｌ ｌ ２ 】 ＋（ｆ Ｉ Ｒ 』 “ ÷地 Ｉ ÷Ｒ ｌ ｌ ｙ（ ｂ ｌ ｚ＋ｃ ） ） ｓ ｉ ｎ （ ａ ￣ ２Ｉ ＋
”
Ｎ １ Ｓ
图四 工况三时附着装 置受力图
图中：Ｒ １ 不平衡力矩对附着装置产生的作用力
（ １ ）
其 中：Ｍ不为不平衡力矩 Ｒ ２为载荷对 附着装置产生 的作用力
Ｒ ２ ： Ｐ ｗ（ １ ＋ １ ． ５ ＾） ＋ ｑ ｗ ２ Ｌ（ ０ ． ３ ７ ５ ＋＾＋ Ｏ ． ７ ５＾２ ）
近 年来 ，随着 高层建筑增 多，塔式起重 机的独立 高度往往不 能满足施工 的要求，这样就需要对塔式起重机进行 附着 。合理的附着装置对于塔式起重机 安全使用的重要性 已越来越 多地 为人们所 认识。虽然每个制造厂家在使用说 明 书上 都给出了每次附着的位置和 附着撑杆 受力大小，但是每个工程使用 的塔式 起 重机与建筑物 的距离 、随着 间距 、附着撑 杆的布置等都不可能与制造厂家在 使用 说明书上给 出的完全一致 ，这样 附着撑 杆受力大小必然要发生变化 ，显然 在 设计附着 撑杆时不能引用使用说 明书上 附着撑杆 受力。因此，应准确计算 附 着撑杆 内力，从而设计 出在安全性和经济性 两方面 都得到保证的附着撑杆 。本 文 以常用的平面内三根不交于一点的附着撑杆所构成的静定结构形式 （ 见图一 ） 为例进 行讨 论。
塔吊附墙计算
塔吊附墙计算塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。
主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固（一）：支座力计算塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下: W K=W OхµZхµsхβz其中W O——基本风压（Kn/m2），安装《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：W O=0.75kN/m2；µZ——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：µZ=1.170；µs————风荷载体型系数：µs=0.065；βz——-高度Z处的风振系数，βz =0.70风荷载的水平作用力N W =W KχBχK S其中W K——风荷载水平压力，W K=0.04kN/m2B ——塔吊作用宽度，B=0.00mK s——迎风面积折减系数，K s=0.20经计算得到风荷载的水平作用力q=0.00kN/m风荷载实际取值q=0.03kN/m塔吊的最大倾覆力矩 M=2358kN.m风荷载取值 q=0.10kN/m塔吊的最大倾覆力矩 M=1335kN.m26.0m 26.0m 24.0m 26.0m qM计算结果: Nw=75.351kN(二)：附着杆内力计算计算简图:计算单元的平衡方程为:其中:本项目塔吊计算参数为：C=1.60米,b1=8.50米,a2=9.10米(三)：第一种工况的计算塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。
将上面的方程组求解，其中从0-360循环，分别取正负两种情况，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力：杆1的最大轴向压力为：259.23 kN杆2的最大轴向压力为：204.32 kN杆3的最大轴向压力为：132.65 kN杆1的最大轴向拉力为：259.23 kN杆2的最大轴向拉力为：204.32 kN杆3的最大轴向拉力为：132.65 kN（四）：第二种工况的计算塔机非工作状态，风向顺着起重臂，不考虑扭矩的影响。
塔式起重机附着装置受力计算及使用要求
塔式起重机附着装置受力计算及使用要求内容提要：本文分析固定式塔式起重机附着装置的力学特性以及力学计算，介绍附着装置在工程实际中的使用与注意事项，对安全使用塔式起重机有所帮助。
关键词：塔式起重机附着装置力学计算使用要求伴随我国经济实力的增加，现代建筑施工技术的快速进步，土地资源的减少，城市中高层建筑施工日趋增多，塔式起重机（以下简称塔机）附着装置的使用也越来越频繁。
为了更好、更安全的使用塔式起重机的附着装置，下面通过对附着装置在使用过程中附着处支座的受力及附着杆的受力进行计算、分析，浅析它在安装、使用中的注意事项。
计算塔机附着装置的受力时按如下2种工况进行附着处支座和附着杆的受力计算：计算工况Ⅰ 塔机满负荷工作，起重臂顺着塔身方向，风垂直吹向起重臂、风载作用产生的扭矩与旋转机构作用产生的扭矩方向一致。
计算工况Ⅱ 塔机处于非工作状态，起重臂位于塔身对角线方向，起重臂能随风回转，风由起重臂吹向平衡臂，不考虑扭矩的影响。
1.附着处支座的受力计算计算塔机附着处支座的受力时，可以将其塔身简化成多点支承的悬臂连续梁，如图A所示。
由于塔机最上一道附着处附着装置受力最大，并以此道附着装置的荷载分析附着装置受力，对附着装置进行设计计算。
因此实际计算其附着处支座的受力时，为了简化计算，可以将多点支承的悬臂连续梁简化成2点支承的悬臂连续梁。
计算简图如图B。
图A 塔身受力图图B 塔身简化受力图M1=（8×M×Lb+8×Pw×Lc×Lb-q1×La³-2×q2×Lb³+4×q3×Lc²×Lb）/（12×La+16×Lb）（1）Fv=［2×M1+2×M+2×Pw×（Lc+Lb）+q2×Lb²+q3×Lc×（Lc+2×Lb）］/（2×Lb）（2）式中： M-作用于塔身端部的弯矩，塔身上部各部件的自重与工作载荷对塔身回转中心的力矩之和；Pw-作用于塔身上部各部件的风载之和；q1、q2、q3-作用在塔身各部段上的风载，计算工况Ⅰ时，风吹向塔身方向，不考虑高度变化的影响，q1=q2=q3；计算工况Ⅱ时，风吹向塔身对角线方向，考虑高度变化的影响, q1取平均值，q2、q3取大值；La、Lb、Lc塔身各部段的高度，如仅有一道附着装置、令La=0；M1-多余约束弯矩；Fv-塔身最上面一道附着处的作用力。
塔式起重机附着受力分析及设计
该 ｓ、Ｍ 的作用方向是可变 的。下面 以某工地的 Ｑ Ｚ ０塔机 Ｔ４ 按三杆架设附着来计算支座 反力 。
（ ）支座 力计算 二
支座力的计算就是计算 塔身传递 给附着架 的载荷支承 力 ｓ和 扭矩 Ｍ ，而 支 承 力 ｓ的方 向与 塔机 上 部 臂 架 工 作 位 置有 关 ，当塔机上部臂架回转到任意位置 时，附着架均应 能有效 支承塔机 ，因此一般认 为对于一组荷载组合 ，支承力 ｓ的方 向与 Ｘ轴 的 夹角 ，可 以在 ０ ～３ Ｏ 的范 围 内变 化 ，而 扭 矩 。 ６。
【 摘 要 】介 绍塔机 附着装置载荷 的计算 ，附着撑杆 内力的计 算，撑杆强度的计算方法。
【 文献 标 识 码 】Ａ 【 章编 号 】１０ — １１２ １）１ ０２ — ２ 文 ０ ８ １５ （０００ — １０ ０ Ｍ 和 支 承 力 Ｓ的 大 小 不 变 。
【 关键词 】塔 式起重机 ；附着；撑杆 ；载荷
附着 杆 主 要受 力 取 决 于塔 机 悬 臂 长度 、负荷 条 件 、附着 距 离 、
１裹 力Ｓ ． 计算
Ｓ ＝ ＋ Ｍ
附着杆方位等，故采用非塔机配用标准 附着杆 时，应在求 出
每 杆 的最 大 内力 后 ， 再按 压 杆 的稳 定 性 来 进 行 强度 校 核 。 塔机 附着 常 用 的附 着 杆 系 有 三 杆 式 和 四 杆 式 两 种 ， 同 锚
风荷 载 取 值
ｑ＝ ． Ｃ Ｐ （ （ ７ ｂ ＝ｇ ｈ ｈ １２ － １ ）ｈ ｌｂ ０ ７
１一 一 参 数 ， １＝ ＿ＣＷＰ （ Ｗ ｒ １ ７， ３９ ／ ，暴 风 侵 袭 非 工作 状 态 时 取 １ ９Ｎ ｍ ３ Ｎｍ ４２／ 。 Ｍ — 塔 吊的最 大 倾 翻 力 矩 Ｍ产 生 的横 向力 ，Ｊ 。 — （ Ｎ
塔吊的附着装置及受力计算
塔吊的附着装置及受力计算（图）2009-12-12 15:51塔式起重机附着（锚固）装置的构造、内力和安装要求在使用说明书中均有叙述，因此，在塔机安装和使用中，使用单位按要求执行即可，不需再进行计算，只有当塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明书规定，需增长附着杆（支承杆），或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需进行附着计算。
塔式起重机的附着计算主要包括附着杆计算、附着支座连接计算和附着框架计算三个部分。
（1）附着杆计算附着杆按两端铰支的轴心受压杆件计算。
1）附着杆内力附着杆内力按说明书规定取用；如说明书无规定，或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，则需进行计算。
其计算要点如下：①塔机按说明书规定与建筑物附着时，最上一道附着装置的负荷最大（图14-44），因此，应以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
图14-44 塔式起重机与建筑物附着情况简图1-最上一道附着装置；2-建筑物②附着式塔机的塔身可视为一个带悬臂的刚性支承连续梁，其内力及支座反力计算简图如图14-45所示，计算方法参见本手册第2章：施工常用结构计算及《建筑结构力学》有关内容。
图14-45 塔身内力及支座反力计算简图q1、q2---风荷载； M---力矩； N---轴向力； T（T’）---由回转惯性力及风力产生的扭矩③附着杆的内力计算应考虑两种情况：计算情况I：塔机满载工作，起重臂顺塔身x-x轴或y-y轴，风向垂直于起重臂，如图14-46（a）所示；计算情况II：塔机非工作，起重臂处于塔身对角线方向，风由起重臂吹向平衡臂，如图14-46（b）所示。
图14-46 附着杆内力计算的两种情况（a）计算情况I；（b）计算情况II1---锚固环； 2---起重臂； 3---附着杆； W---风力④附着杆内力计算方法。
附着杆内力按力矩平衡原理计算。
对于计算情况I（图14-47a）：图14-47 用力矩平衡原理计算附着杆内力（a）计算情况I；（b）计算情况II式中 T、T’,——塔身在截面1-1处（最上一道附着装置处，见图14-44，以下同）所承受的由于回转惯性力（包括起吊构件重、塔机回转部件自重产生的惯性力）而产生的扭矩与由于风力而产生的扭矩之和。
塔式起重机三杆式附墙杆件受力分析
图 １ 三杆 式 附 墙 撑 杆 受 力分 析 图
（） 当杆 ２在 Ｄ 时受 力分析 。 ２
∑Ｍ ａ ＝０ 一Ｒ ｃ ｓ ２ ｏ — 以 ＝０ （） ６ Ｒ２ 一 ／ ｃｓ ＝ ａ ｏ￣ ∑ Ｘ ＝０
即 Ｒ１ｉ （ ＋卢 ＝Ｒ ｎ （ ｎ 口 ） ｓ ２ｉ 一ｙ ｓ ） 可得 Ｒ１ Ｒ２ｉ （ ＝ ｓ 一ｙ ／ｉ （ ｎ ） ｓ 口＋ ｎ （） ４ （） ５ 同理 ：Ｒ３ Ｒ２ｉ （ ＝ ｓ 口＋ｙ ｓｎ （ ＋ ｎ ）／ ｉ 口 ）
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附 着 式 塔 式 起 重 机 需 在 塔 身 超 过 一 定 高 度 （ 般 ３ ￣４ｍ） 时设 置 附着 装 置 ，附着 装 置 撑杆 一 ０ ５
［ 收稿 日期］２ ０ —０ 一【 ０７ ８拭 ２０．０（ ０７１ 上半月刊）
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据施 工 现 场情 况 而 定 。 附墙 撑 杆 的 受 力 大 小 取 决
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塔式起重机附着计算
塔机附着验算书塔机型号： QTZ80A工程名称：福建省公路一公司科技楼B区（1#机）设计验算：吕有生日期： 2011-6-20塔机附墙的受力计算一：塔机对附墙的要求1，附着框架在塔身节上的安装必须安全可靠，并应符合使用说明书中的有关规定。
附着框架与塔身的固定应牢固。
2，各连接件不应缺少或松动。
3，附着杆有调节装置的应按要求调整后锁紧。
4，与附着杆相连接的建筑物不应有裂纹或损坏。
5，在工作中附着杆与建筑物的锚固连接必须牢固，不能有松动。
二：附着位置本塔机是XXXXX公司生产的，第一道附着装置的加固高度为30米。
三：附墙受力计算按照XXXXXX公司使用说明书塔机与建筑物附着时，依次道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《建筑施工手册》、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。
塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时，需要增设附着杆，附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，必须进行附着计算。
主要包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。
1、支座力计算塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:风荷载标准值应按照以下公式计算：ωk =ω×μz×μs×βz= 0.390×0.130×1.860×0.700 =0.066kN/m2；其中ω──基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：ω= 0.390 kN/m2；μz──风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：μz= 1.860 ；μs ──风荷载体型系数：μs= 0.130；βz ──高度Z处的风振系数，βz= 0.700；风荷载的水平作用力：q = ωk ×B×Ks= 0.066×1.600×0.200 = 0.021 kN/m；其中ωk ──风荷载水平压力，ωk= 0.066 kN/m2；B──塔吊作用宽度，B= 1.600 m；Ks ──迎风面积折减系数，Ks= 0.200；实际取风荷载的水平作用力 q = 0.021 kN/m；塔吊的最大倾覆力矩：M = 1780.000 kN·m；弯矩图变形图剪力图= 90.0894kN ；计算结果: Nw2、附着杆内力计算塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力:计算简图:方法的基本方程：计算过程如下：δ11X1+Δ1p=0Δ1p =∑Ti0Ti/EAδ11=∑Ti0Ti0li/EA其中: Δ1p为静定结构的位移；Ti0为F=1时各杆件的轴向力；Ti为在外力M和P作用下时各杆件的轴向力；li为为各杆件的长度。
塔式起重机附着杆内力的计算
塔式起重机附着杆内力的计算在工程建筑施工中，附着式塔式起重机是最常见的垂直运输机械，当塔身接高到使用说明的独立高度后，须使用附着框架、附着支座和附着杆将塔身与建筑物相连接，以减少塔身的自由高度，减少塔身内力，提高起重能力，保持塔机的稳定性。
随着建筑物高度的不断增加，附着的数量也在增加。
塔式起重机安装位置至建筑物距离超过使用说明的规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物相连的两支座间距改变时，需要计算附着杆的内力并对附着杆进行设计。
塔机载荷主要包括塔机自重、水平风荷载、塔机工作时产生的动力荷载。
塔吊基础承受竖向力、水平风荷载和弯矩；水平附着杆承受水平风荷载、弯矩和工作时产生的扭矩。
附着杆的最大值，以塔吊工作状态和非工作状态两种不同的工况分别进行计算。
附着装置一般由附着框架、附着支座和附着杆组成，附着杆与预埋在主体结构中的附着支座（预埋件）连接。
整个附着装置限制了塔身在其截面平面（即水平面）内的线位移和扭转，但不阻止塔身纵轴方向的线位移和弯曲。
塔吊塔身的荷载传力路径为：塔身---附着框---附着杆---主体结构。
附着于建筑物的塔身按一个带悬臂的刚性支撑的连续梁计算支承反力，该力即为附着反力Ri。
下图一是设置三道附着杆的塔身计算简图。
图一: 塔身计算简图M321q2M为塔机自身不平衡力矩（一般由塔机不工作时配重所产生的力矩大于起重臂自重所产生的力矩引起）与吊重引起的力矩之差，q1、q2为风荷载，附着装置简化为同一个平面内的多个铰支座，塔吊在载荷作用下成为一个超静定结构。
根据《塔式起重机设计规范》GB/T13752-92，塔身上部第一附着点（塔身悬臂支撑端）的支撑反力最大，应以该道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
求出附着反力R后，再叠加上回转扭矩Mn(为安全起见，假定塔吊回转扭矩由塔身上部第一附着点全部承担)，就可以求出附着杆的内力大小。
下面分别就塔机常用的三附着杆和四附着杆两种附着型式，对附着杆内力进行计算。
塔式起重机超长附着撑杆内力的简易计算
（ 总第 １ １ ） ０ 期 ２０ ０ ６年第 ５期
福
建
建
筑
Ｖｏ ｌ・１ ０１
Ｆ ｉ ｎ Ａｒ ｈ ｔｃ ｕ ｅ＆ Ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ ｕｉ ｃ ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｏ ｓｒ ｔ ｕ ｏ
Ｎ ５・ ０ ６ ｏ ２ｏ
塔 式 起 重 机 超 长 附着 撑 杆 内力 的简 易 计 算
式， 供施工单位在塔机超长附着强度验算时参考 。
ｌ 塔机 附着形式
塔机 附着 由附着框 架和 附着撑杆 组成 ， 附着框 架多 用钢 板组焊成箱 型结构 ， 附着撑 杆常采 用角钢 或无缝 钢管组 焊成 的格构桁架结构 ， 受力不 大 的附着撑杆 也可用 型钢或 钢管制 成。附着 形式多种多样 ， 常用 的附着形 式有三 杆式 和四杆式
两种 ， 中图 １ 其 为三杆式 ， 附着撑杆受力较小的塔机常采用 三
杆式附着结构形式 。图 ２为 四杆式 ， 附着撑杆 受力较 大塔机 常采用 四杆式附着结构 形式 ， 现有 工地采 用三杆式 附着结 构 形式 的塔机较 多 ， 本文就 以三杆式 附着形 式为例讨 论附 着撑 杆 的内力计算 。
筑成为 了城市建筑 的主流。建筑 设计外 观要求 新颖性 、 创造
性、 艺术性 ， 这给施工造 成很大 的难度 ， 同时造成 塔机高度超 高、 附着超长等各种情 况时有发生 。近年来 ， 频繁 发生于各 在
地 的塔机 事故 中 ， 因附着 不 当造成 的安全 事故 占相 当 比例 。
塔机 超长 附着 时 ， 附着撑 杆必 须进行 强度 、 刚度 和稳 定性 校 核 。但笔者在塔机检测 中常有发现 ， 在塔机采取超 长附着 时 ，
陈仪育 （ 建省 建筑 科学研究院 福 摘 ３０ ２ ） ５０ ５
塔式起重机附着撑杆内力计算
塔式起重机附着撑杆内力计算塔式起重机附着撑杆内来自计算作者：郑奠一;唐明清
作者机构：不详;不详
来源：建筑机械：上半月
ISSN：1001-554X
年：1996
卷：000
期：007
页码：10-14
页数：5
中图分类：TH213.303
正文语种：CHI
关键词：塔式起重机;轴心压杆;内力;计算
摘要：本文提出了塔机附着装置撑杆内力计算的一种简便实用的方法，对不同工况附着撑杆内力计算进行了推导，最后以实例给予具体就是说明。
塔式起重机附着装置处塔身结构受力状态研究
F
N 图4 塔身主肢受力简图
3 塔身主肢强度计算
塔身单根主肢受力模型如图5所示。在实际承 载过程中，理想的中心受压杆件实际上是不存在 的，杆件不可避免地会有初始弯曲，本文所研究的 结构在轴向力N与横向力F共同作用下会产生弯曲 变形，导致杆件轴心线与轴向载荷存在偏心，在实 际计算中应按偏心压杆类问题进行分析。偏心压杆
2 最上部附着处塔身结构受力分析
2.1 塔身整体受力分析 装有附着装置的塔式起重机如图2所示，附着
装置的作用一是减少外载荷在塔身上产生的最大弯 矩和水平载荷，以及减少塔身的计算长细比；二是 提高塔机的抗倾覆稳定性。
DOI:10.14189/ki.cm1981.2015.08.006 ［收稿日期］2015-05-07 ［通讯地址］李斌，辽宁省沈阳市浑南新区浑南东路9号沈 阳建筑大学机械工程学院
92 建筑机械 2015.8
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采用纵横弯曲的强度计算方法进行分析［3］。
N
F
X L 2 L
N
图5 塔身主肢受力模型
在上述载荷作用下结构的变形有正对称与反 对称两种形式，通过分析可知，在载荷作用过程中 先出现反对称变形形式，如图6所示，其中变形量 是在载荷F和轴向压力N的共同作用下产生，而非 简单叠加而成。
考虑塔身结构所受横向载荷后得到塔身主肢 的实际受力简图如图4所示，图中F为塔身主肢承 受的横向载荷，N为该节标准节上部结构所有载荷 等效至塔身主肢轴向方向的轴向载荷［2］，由于横 向载荷的作用使塔身结构发生变形，两侧主肢之 间实际距离将略微减小，使轴向载荷N在等效转化 时会少量增加，在设计计算时常常忽略此因素的影 响。本文运用压弯稳定理论对塔身主肢承载能力进 行分析。
塔式起重机QTZ80基础荷载及附着杆荷载内力计算
塔式起重机QTZ80基础荷载及附着杆荷载内力计算一、编制依据1、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）。
2、《钢结构设计规范》GB50017-2003。
3、《高耸结构设计规范》GB50135-2006。
4、《塔式起重机设计规范》GB/T13752-92。
5、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001。
6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009。
7、《QTZ80（ZJ5710）塔式起重机使用说明书》浙江建机集团。
二、QTZ80塔机基础荷载计算=10kN G图1、QTZ80塔机竖向荷载简图塔机处于独立状态（无附墙）时，其受力为最不利状态，因此取塔机独立计算高度43m时进行分析，分工作状态和非工作状态两种工况分别进行荷载组合。
按浙江省建设机械集团有限公司生产的QTZ80（ZJ5710）进行荷载分析，塔身为方钢管杆件的桁架结构，现场地面粗糙度类别为B类。
塔机型号为QTZ80，最大起重量6T，最大起重力矩81T ·m ，最大吊物幅度57m 。
根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009规定，计算塔机在工作状态和非工作状态下传递到基础顶面的荷载。
非工作状态下的基本风压取1.0kN/m 2。
1、塔机自重和起重荷载 1.1 塔机自重标准值1449.00K F =kN1.2 起重荷载标准值 q 60.00K F =kN 2、风荷载计算2.1 工作状态下塔机对角线方向所受风荷载标准值计算 2.1.1 塔机所受风均布线荷载标准值（0.20O ω=2kN/m ） 00.8/SK z S Z O q bH H αβμμωα=0.8 1.2 1.59 1.95 1.320.200.35 1.60.44=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=kN/m2.1.2 塔机所受风荷载水平合力标准值0.444318.92VK SK F q H =⋅=⨯=kN 2.1.3 基础顶面风荷载产生的力矩标准值0.50.518.9243406.78SK VK M F H =⋅=⨯⨯=kN m ⋅ 2.2 非工作状态下塔机对角线方向所受风荷载标准值计算2.2.1 塔机所受风线荷载标准值（ 1.0Oω'=2kN/m ） 0.8/SKz S Z O q bH H αβμμωα''= 0.8 1.2 1.716 1.95 1.32 1.00.35 1.6 2.38=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=kN/m2.2.2 塔机所受风荷载水平合力标准值2.3843102.34VKSK F q H ''=⋅=⨯=kN 2.2.3 基础顶面风荷载产生的力矩标准值0.50.5102.34432200.31SKVK M F H ''=⋅=⨯⨯=kN m ⋅ 3、塔机的倾覆力矩塔机自重和起重荷载产生的倾覆力矩，向前（起重臂方向）为正，向后为负。
塔式起重机附着计算
塔机附着验算书塔机型号： QTZ4810工程名称：设计验算：日期：塔机附墙的受力计算一：塔机对附墙的要求1，附着框架在塔身节上的安装必须安全可靠，并应符合使用说明书中的有关规定。
附着框架与塔身的固定应牢固。
2，各连接件不应缺少或松动。
3，附着杆有调节装置的应按要求调整后锁紧。
4，与附着杆相连接的建筑物不应有裂纹或损坏。
5，在工作中附着杆与建筑物的锚固连接必须牢固，不能有松动。
二：附着位置本塔机是山东鸿达建工机械有限公司生产的，第一道附着装置的加固高度为30米。
三：附墙受力计算按照济南金魁工程机械有限公司使用说明书塔机与建筑物附着时，依次道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）、《建筑施工手册》、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。
塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时，需要增设附着杆，附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，必须进行附着计算。
主要包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。
1、支座力计算塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:风荷载标准值应按照以下公式计算：ωk =ω×μz×μs×βz= 0.390×0.130×1.860×0.700 =0.066 kN/m2；其中ω──基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：ω0 = 0.390 kN/m2；μz──风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：μz= 1.860 ；μs ──风荷载体型系数：μs= 0.130；βz ──高度Z处的风振系数，βz= 0.700；风荷载的水平作用力：q = ωk ×B×Ks= 0.066×1.600×0.200 = 0.021 kN/m；其中ωk ──风荷载水平压力，ωk= 0.066 kN/m2；B──塔吊作用宽度，B= 1.600 m；Ks ──迎风面积折减系数，Ks= 0.200；实际取风荷载的水平作用力 q = 0.021 kN/m；塔吊的最大倾覆力矩：M = 1780.000 kN·m；弯矩图变形图剪力图计算结果: Nw= 90.0894kN ；2、附着杆内力计算塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力: 方法的基本方程：计算过程如下：δ11X1+Δ1p=0Δ1p =∑T i 0T i /EAδ11=∑T i 0T i 0l i /EA其中: Δ1p 为静定结构的位移；T i 0为F=1时各杆件的轴向力；T i 为在外力M 和P 作用下时各杆件的轴向力；l i 为为各杆件的长度。
附着计算计算书(附着撑杆类型为类型Ⅲ)
附着计算计算书塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过利用说明规按时，需要增设附着杆，附着杆与附墙连接或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，必需进行附着计算。
要紧包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。
一、支座力计算塔机依照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身能够简化为一个带悬臂的刚性支撑持续梁，其内力及支座反力计算如下:风荷载取值：Q = ；塔吊的最大倾覆力矩：M = ；弯矩图变形图剪力图= ；计算结果: Nw二、附着杆内力计算计算简图:计算单元的平稳方程:其中:第一种工况的计算:塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合风荷载扭矩。
将上面的方程组求解，其中θ从 0 - 360 循环, 别离取正负两种情形，求得各附着最大的。
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合。
杆1的最大轴向压力为: kN；杆2的最大轴向压力为: kN；杆3的最大轴向压力为: kN；杆1的最大轴向拉力为: kN；杆2的最大轴向拉力为: kN；杆3的最大轴向拉力为: kN；第二种工况的计算:塔机非工作状态，风向顺着着起重臂, 不考虑扭矩的阻碍。
= 0，别将上面的方程组求解，其中θ= 45， 135， 225， 315，Mw离求得各附着最大的轴压和轴拉力。
杆1的最大轴向压力为: kN；杆2的最大轴向压力为: kN；杆3的最大轴向压力为: kN；杆1的最大轴向拉力为: kN；杆2的最大轴向拉力为: kN；杆3的最大轴向拉力为: kN；三、附着杆强度验算1．杆件轴心受拉强度验算验算公式:σ= N / A n≤f其中σ --- 为杆件的受拉应力；N --- 为杆件的最大轴向拉力,取 N = kN；--- 为杆件的截面面积，本工程选取的是 10号工字钢；An查表可知 A=1430.00 mm2。
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图1等效塔架单元模型*基金项目：国家科技支撑计划项目（2006BAJ12B04-3）。
作者简介：詹伟刚（1985—），男，浙江人，博士，研究方向：机械结构非线性与稳定分析。
l l 02×2B y T l l 02×1l l 02×2C y l l 02×1l l 01×2l l 01×2-GI p l
l l 01×2l l 01×2GI p l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 10×10（1）
A i =EI di l 3126l 6l 4l l l 2
B i =EI di l 3-126l -6l 2l l l 2
C i =EI di l 3-12-6l -6l 4l l l 2（i =x ，y ）构长度相同的情况下，塔身的等效工作主要为抗弯惯性矩I di 的等效，以及扭转惯性矩I p 的等效。
1.1塔架单元等效抗弯惯性矩对于独立高度时的格构式塔架，当只受端部水850——
图3三杆式附着装置计算模型
运用柔度系数的概念，角点的位移又可表示
为：
Δa Δb b b =b b δP a
P b b b =δaa
δab δba δbb b b P a
P b b b
（7）
式中：b b δ———柔度系数矩阵，其数值与结构形式有关；
δaa ———a 片柔度系数，在a 片桁架上作用单位
力P a 时，P a 方向的位移；51——
——
52
FZQ1380型塔式起重机塔身为正方形结构，主弦杆之间的跨距为2580mm，标准节的高度为
将一次附着时的格构式塔身等效为实腹式后的模型如图6所示，其加入边界条件后的整体刚度
图4FZQ1380型塔机塔身的标准节模型
图5FZQ1380塔身附着装置模型
图6FZQ1380型塔机塔身一次附着模型简图
K=
00
2×2
00
02×1
B y200
02×1
B
x2
T00
2×2
00
02×1C x2+A x1+k xx0
00
k xy0
00
k xm
00
00
2×2
B
y2
T00
2×2
k xy0
00
0C y2+A y1+
k yy0
00
k ym
00
00
01×200
01×2-KΦ2k xm
00
0k ym
00
0KΦ2+KΦ1+k mm
m m m m m m m m m m m m m m m m m m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m m
m10×10
（21）
53
——
通过表3中的数据可以看出，本文计算得到的各撑杆受力大小与有限元软件分析计算得到的各撑杆受力大小的误差均在5%以内，满足实际工程中的应用要求，验证了本文计算结果的有效性。
本文的计算方法和过程简洁明了，在实际工程中可以得到满意的计算精度，供实际工程使用和借鉴。
对于实际的塔架工作情况，只需知道外载荷后，运用本文介绍的方法可以求得各个附着撑杆的受力大
54——
4结束语
（1）无轴搅拌机是一种新的搅拌机型。
料流分析证明，不存在明显的搅拌低效区和混凝土抱轴结块等现象。
（2）在本次试验条件下，无轴搅拌机的较佳搅拌线速度为1.6m/s，搅拌时间为20s。
的探讨[J].西安公路交通大学学报，1999（2）：70-72.
[7]冯忠绪.双螺带搅拌机构[J].工程机械，2008（9）：64-
67.
通信地址：陕西省西安市雁塔区长安大学雁塔校区533信箱（710054）（收稿日期：2010-11-16）
55
——。