塔式起重机附着装置的计算机辅助设计
QTZ63塔吊附着施工方案及计算书.
塔吊附着施工方案一、工程概况本工程是遵义华南房地产开发有限公司开发，在遵义县南白五里堡，总建筑面为90000M2，分A1、A2、B1、B2栋，A1、A2、B1、B2地下室一层，总高度98M建筑占地面积4000 M2，正负零标高相当于绝对标高908.40M，采用框剪结构。
其中A1、A2共用一台塔吊，B1、B2共用一台塔吊。
二、塔吊介绍本塔吊为“华夏”牌QTZ40，最大独立高度为28.3米，最大附着高度为120米，在工作高度达70米前，可采用二倍率或四倍率钢丝绳；当工作高度超过70米时，只能采用二倍率钢丝绳。
三、附着架的安装1、附着式的结构布置与独立式相同，此时为提高塔机稳定性和刚度，在塔身全高内设置至少7道附着装置。
为此要求塔机中心线距建筑的距离为2.9米，附着装置之间的距离尺寸用户可根据施工情况自行调整，安装方法见图1-1。
在图1-1中，H1小于或等于21.3米，H2=H3=H4=H5=H6小于或等于17.6米，H7小于或等于15米。
①、附着点的强度应满足塔机对建筑物的荷载，必要时应加配筋或提高砼标号。
②、附着筐尽量设置在塔身标准节接头处，附着架应箍紧塔身，附着杆的倾斜度应控制在10°以内。
③、杆件对接部位要开30°坡口，其焊缝厚度应大于10mm，支座处的焊缝厚度应大于12mm。
④、附着杆件与墙面的夹角应控制在45－60°之间。
⑤、锚固点以上的自由高度应控制在说明书规定高度之内。
⑥、附着后要有经纬仪进行检测，并通过调整附着撑杆的长度及顶块来保证塔身垂直度（塔身轴线和支承面的垂直度误差不大于4/1000，最高锚固点以下的塔身垂直度不大于2/1000），并作好记录。
四、附着架的拆除1、用钢管、跳板在附着筐下搭设操作平台，搭设时应将平台支撑好。
2、依据建筑物搭设走道或设置其它辅助起吊装置。
3、用走道拆除时可直接将附墙支撑转移到建筑物内，再转移至地面。
4、采用其它辅助起吊装置拆卸时，应先用吊绳固定好靠建筑物端的撑杆，然后退掉靠建筑物端的撑杆销；再用绳将塔身端撑杆固定好，退掉销子后缓慢放下支撑杆，让辅助起吊装置受力，用辅助起吊装置将支撑杆吊至地面。
QTZ125塔机附着
QTZ-125塔机附着支撑的设计和计算一、工程和塔机概述建筑高度27 F（88 m），塔机基础面标高－0.7 m ,塔机安装高度88+9+0.7=97.7 m, 塔机基础中心见附图，经实测塔机的三道附着如图1形式进行连接，因连接形式与说明书中不同，故进行计算、校核。
二、各杆件内力计算㈠计算条件1；各附着杆和中间连接钢桁架在同一水平面内。
2；附着框作为一钢性体与塔身紧固后不发生变形。
3；附着支撑杆当作受拉、压组合杆件处理。
4；塔机设计规范4.5.2条中：塔身上部第一附着点的支承反力最大，该反力作为附着点的计算载荷。
㈡已知条件1、由说明书中得：塔机在两种工况条件下产生的力矩为：⑴非工作状态：最大倾翻力矩：M=300t.m⑵工作状态：最大倾翻力矩：M=245t.m；最大工作扭矩：M D=32.5t.m （倾翻力矩为：塔机部件自重产生的力矩；风荷产生的力矩和工作吊重运行中产生的力矩的代数和）。
由于塔机臂向、风向、风力大小和吊重重量都在变化，所以倾翻力矩大小和方向也在变化，所以对附着点的水平作用力大小和方向也在变化。
2、由说明书中得：塔机第一道附着在离基础30m高度处。
根据现场状况决定附着方案为图1（平面图）3、从图1中得：L A=3.4m ; L B=4.5m ; L C=3.85m ;L a=4.7m ; L b=5.25mα＝65°β＝40°γ＝65°图1㈢附着点处最大水平作用力H A1、非工作状态：H A=3M÷2L=3×300／(2×30)＝15 ( t ) Array工作状态：H A＇＝3M＇÷2L＝3×248／(2×30)＝12.4 ( t )㈣锚固点处支反力：1，非工作状态时：M D= 0T A max= ( M D + H A×L a ) /(L b×Sinα)=( 0+15×4.7 ) / (5.25×Sin65°) = 14.82（t）图2T Bmax =｛H A×Sinγ－[ (M D +H A×L a )/ (L b×Sinα)]×Sin(α+γ) ｝/ Sin（β+γ）＝{ 15×Sin65°－[(0 ＋15 ×4.7 ) / (5.25×Sin65°) ]×Sin130°｝/ Sin105°＝2.32（t）T Cmax =｛－H A×Sinβ－[ (M D +H A×L a )/ (L b×Sinα)]×Sin(α－β)｝/ Sin（β+γ）＝{ －15×Sin40°－[(0 ＋15 ×4.7 ) / (5.25×Sin65°) ]×Sin25°｝/ Sin105°＝－16.5（t）2 . 工作状态时：M D’ = 32.5 ( t .m )T A＇max = ( M D＇+ H A＇×L a ) /(L b×Sinα)=( 32.5+12.4×4.7 ) / (5.25×Sin65°)= 19.08（t）T B＇max =｛H A＇×Sinγ－[ (M D＇+H A＇×L a )/ （L b×Sinα）]×Sin(α+γ) ｝/ Sin（β+γ）＝{ 12.4×Sin65°－[(32.5＋12.4×4.7) / (5.25×Sin65°) ]×Sin130°｝/ Sin105°=－3.5（t）T C＇max =｛－H A＇×Sinβ－[ (M D＇+H A＇×L a )/ （L b×Sinα）]×Sin(α－β)｝/ Sin（β+γ）＝{ －12.4×Sin40°－[(32.5＋12.4×4.7) / (5.25×Sin65°) ]×Sin25°｝/ Sin105°＝－16.6（t）㈤,根据上述计算选择:1 , 外侧附着杆L A承受轴向拉力为以下数据作为计算依据:T A =19.08 ( t ) L A =3.4m2 , 另外侧附着杆L C承受轴向压力为以下数据作为计算依据:T C = －16.6( t ) L C= 3.85m三, 附着杆强度、刚度校核验算:㈠附着杆截面选择由于利用旧附着杆，因连接形式与说明书中不同，故进行计算、校核。
塔式起重机附着装置的计算机辅助设计
塔身作如下简化（ 如图 ２ 所示 ） 。扭 矩的作用单独考虑 。图 ２ 所示的计
比， 对整体和单肢进行稳定性 、 刚度和强度验算 ， 若 有不 满足 ， 则重新 调 整 。考 虑 到附着 杆 的 自重 及风 载荷的影响 ， 对整体按 双向压弯格构件进行验算。
单肢 的稳定 性按 轴 心受压杆 件进 行验 算 。
附着式 塔式 起 重机 （ 以下 简 称 塔机 ） 超 过 独 在
立高度 时， 需要安装附着装 置 ， 以确保安 全稳 定。 附着装 置 是 随 机 部 件 ， 着 距 离 在 设 计 时就 已确 附
定 ， 使用说 明书 中给 出。但 是根 据施 工现 场 的实 在 际情况 ， 附着距 离往 往需 要加 大 。附着 杆 加长后 如 果仍使 用原 截面 ， 附着 装 置 的 刚度 就 会 不 够 ， 因此
大学在 滨硕 ｌ 究乍． ¨ Ｊ 研 主要研 究方 向为机 械设讣 及娌沦。
维普资讯
５ ０ 梁 求 出支座 反力 。
２０ ０ ６年 ９月 中国制造 业 信息化
第３卷 ５
第 ｌ ７期
程序 中采 用 常 见 的 Ｎ 型 附 着 形 式 ， 非 工 作 按 状 态 、 作状态 吊臂 垂直 于附 着墙 面和 工作状 态 吊 工 臂 平行于 附着墙 面 ３种工 况计 算 ， 出撑 杆 的最大 求 内力 。
架 的刚度 比塔 身 的扭 转 刚度 大得 多 ， 因此塔 身 顶端
大型塔吊新型附着装置设计与安装施工工法(2)
大型塔吊新型附着装置设计与安装施工工法大型塔吊新型附着装置设计与安装施工工法一、前言大型塔吊在建筑施工中起到了至关重要的作用，但传统的附着装置存在一些问题，如安装复杂、施工效率低下。
为了解决这些问题，设计了一种新型附着装置，并针对其进行了详细的工法设计和实施。
二、工法特点新型附着装置采用了模块化设计，可以灵活调整和组合，适应不同的施工环境。
同时，装置结构简单，安装便捷，大大提高了施工效率。
此外，新型附着装置还具有稳定性好、安全性高的优点。
三、适应范围新型附着装置适用于大型塔吊的安装和拆卸工作，可广泛应用于各类建筑施工、桥梁建设、重大设备安装等领域。
四、工艺原理新型附着装置的设计基于科学分析和实践经验，结合塔吊的工作原理和实际工程需求，采用了特定的技术措施。
例如，通过合理调整附着装置的重心位置，提高了其稳定性；通过合理拼接模块化部件，提高了装置的灵活性。
五、施工工艺施工工艺包括附着装置的安装和拆卸两个阶段。
在安装阶段，首先搭建起基础结构和起重机械，然后逐步安装附着装置的各个部件，最后进行调试和测试。
在拆卸阶段，按照相反的步骤进行拆卸操作。
六、劳动组织为保证施工顺利进行，需要合理组织施工人员，包括项目经理、技术人员、作业人员等，每个人员岗位职责明确，密切配合，确保工期的完成。
七、机具设备施工过程中需要使用的机具设备主要包括塔吊、起重机械、脚手架等。
这些设备在施工过程中发挥重要作用，保障了工程的正常进行。
八、质量控制为确保施工过程中的质量，采取了一系列有效的质量控制措施。
例如，严格按照设计要求进行安装和拆卸操作；要求施工人员熟悉新型附着装置的设计和使用方法；设置质量监督岗位，定期检查施工质量。
九、安全措施施工中的安全是至关重要的，特别是对于大型塔吊的附着装置而言。
为确保施工人员和设备的安全，需要采取一系列的安全措施，如设置警示标志、合理划定施工区域、定期检查设备安全状况等。
十、经济技术分析新型附着装置的施工周期相对较短，能够显著提高施工效率，从而节约了施工成本。
复杂环境条件下塔式起重机的基础与附着设计
计算得出的最大单桩竖向力应满足：
‰≤１．２忌
式中：尼一单桩竖向承载力特征值．
Ｒ＝ｑ，Ａｐ＋％∑ｑｓ自＾ ％、‰－＿桩端端阻力、桩侧阻力特征值；
ｕ广桩身周边长度； Ａ广桩底端横截面面积；
７ｆ一第ｊ层岩土的厚度。 ４．２．２基本组合下的桩基及承台验算
桩身混凝土承载力能力、格构柱受力、承台所受最大弯 矩按以风荷载控制的基本效应组合进行计算：
·４７６·
万方数据
邵萍、陈建清、易兴中、陈建家：复杂环境条件下塔式起重机的基础与附着设计
第６期
值控制塔基的设计是偏安全的。
（１）当丽ｂ－ａ ｔａｎ口≤手时
帆ｓ半一氅筘 Ｍ心孚（ｄ＿ａ）ｃｏｓ（手训
；型！二坐监曼
２（ｂ－ａ）
（２）当等≤切ｎ日＜鬻时：
忙魄×孚（阳心Ｔ仃训
０ｆ；孚士学±等
按上式可得出最大桩基竖向力即为单桩竖向力设计值， 同时亦是钢格构柱所受到的最大轴向竖向力设计值。 得出了基本组合下各根桩的竖向力后，可根据图４计算 出钢筋混凝土承台通过塔身ＫＬ截面处的最大弯矩值，并于 通过塔身４５０斜截面和通过塔身基础正截面所受到的弯矩 对比，根据得到的最大单位宽度弯矩值进行塔吊基础承台的 设计与配筋。一般情况下，以４５０斜截面和正截面单位弯矩
吾一竺警型＜。
鼠Ｈ霉可鲁矿，则Ｇ８ｃＤＨ范围的面积ｓ。．ｂＬ寸番矿
可求得０Ｉ点的坐标为：
一Ｉ筮＝鱼塑卫生Ｌ：—（３ｂｃｏｓ０＋３ｂ—ｓｉｎ 。，—里堡！旦壁二！盟堡
～６（ｂ２ｓｉｎ２ ０－０２）ｓｉｎ ０
ｕ“ｖ，一６鱼（Ｄ堡毽１Ｑｎ！２曼０一二０！２盟）ｃ堡ｏｓ ０
则０点至×轴的距离：
０－４ｄ）铲
‘、肛干丽ｉｒ矿
在非工作状态下，塔吊吊臂回转受到限制时，塔基受到 塔身风荷载产生的弯矩与水平剪力、因塔臂受到风荷载作用 对塔基的弯矩及水平剪力作用、以及塔吊配重对基础产生的 弯矩作用，水平剪力可考虑完全由塔基与地基摩擦力承担。
塔式起重机附着装置CAD系统设计
下面 以图 ２ 所示 两跨超 静定梁 为计算对象叙 述 由于 支 撑 数 只 有 两 道 ， 不 必 释 放 支 故 样 性和 附着装 置的设计计 算过程 的复杂性 等原 因 ， 其 反 力 计 算 ， 当必 须 根 据 施 工 现 场 的实 际 情 况对 附 着装 置 进 行 设 撑【 ２ ］ 。由迭 加 法列 出下列 协 调 方 程 ６１ｌ ｌ２ 口 ｌ ｌ ＝０ ＋ ＋ ＋ Ｑ＋ ＾ ｆ 计 时 ， 工 方 很 多 时 候 仅 通 过 经验 来 确 定 附 着 方 案 。 施 由于没 有 经过 准 确 的计 算 ， 能 导致 安 全 隐患 。通 过 可 ６ ＋ ６ ＋ 口 ２ ｌ ２ ２ ＋ Ｑ＋６ ＝０ 运 用 Ｖｓａ ａｉ ． 序设 计 语 言 ， 附 着 装 置 设 计 ｉ ｌ ｓ ６０程 ｕ Ｂ ｃ 将 式中 ， 计算 的模 型程序化 ，可 以大大提高设计计算 的效率 岛 ——为第 个力 单独 作用 时在 处产生 的位 及准确性。 移 ， 由机 械设 计 手册 查 得 。 可 查 出 ， 代 人 上述 两 式 ， 并 得
关键词 ： 式起 重机 ； 塔 附着装置 ； Ａ 系统 ＣＤ
中图分类 号 ：Ｈ１ ２ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号： ６ ２ ５ ５ （ ０ １ ０ － ０ ７ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ １ ）３ ０ ６ － ３
随着 高层 建 筑 日益 增 多 ，附着 式 塔 式 起 重 机 的 相 关 规 定 ， 放 相应 的 支 撑 ， 样 会 减 少 最 上 面 一 道 释 这 应 用 也 越来 越 广 泛 。附着 装 置 的设 计 ， 确保 附着 式 对 塔 式 起 重 机 的安 全使 用 ， 常重 要 。由于 建筑 物 的多 非
确 定 上 述 计 算 模 型后 ，就 可 以按 照 塔 吊 附着 的
QT80TA塔式起重机附着方案
1、该塔式起重机现场安装在拟建建筑物内西北向，轴线位置○6—○7/○R—○S，附着立面图见附图。
H1=21.5m，h2=10m。
第一层附着架在四层楼面位置，第二层附着架在六层楼面位置。
2、附着架（见附着架图及附着架大样图）3、附着架预埋大样。
（见附着架预埋大样图）4、附着架的施工方法4.1由于塔式起重机工作高度超过独立高度，对该塔式起重机塔身进行附着。
4.2附着装置由一套环梁和四个撑杆组成，它主要是把塔机固定在建筑物的梁上，起着依附作用。
使用时环梁套在塔身上，四角用八个调节螺栓通过顶块把塔身节顶紧，其撑杆长度可调整。
四根撑杆端部有耳环与建筑物附着处铰接，四根撑杆应保持在同一水平内，调整顶块及撑杆长度使塔身轴线垂直。
4.3附着架按照大样图设置，撑杆与建筑物的连接方式可以根据实际情况而定；安装附着架时，应当用经纬仪检查塔身轴线的垂直度，其偏差不得大于塔身全高的5/1000，允许用调节附着撑杆的长度来达到。
4.4附着架的四根撑杆应尽量处于同一水平面上。
但在安装附着框架和撑杆时，如与塔身标准节的某些部位发生干涉，可适当升高附着架的安装高度。
允许附着框架与连接基座的高度差不大于200㎜。
4.5附着撑杆上严禁堆放重物；附着撑杆与附着框架及连接机座必须连接可靠；各调节螺栓调整好后应将螺母可靠地拧紧；开口销应按规定张开，运行后应经常检查是否松动并及时进行调整。
1、该塔式起重机现场安装两台，分别安装在拟建建筑物内东南向，轴线位置○22—○23/○J—○K；东北向，轴线位置○19—○20/○R—○S；附着立面图见附图。
H1=21.5m，h2=15m。
第一层附着架在四层楼面位置，第二层附着架在七层楼面位置。
2、附着架（见附着架图及附着架大样图）3、附着架预埋大样。
（见附着架预埋大样图）4、附着架的施工方法4.1由于塔式起重机工作高度超过独立高度，对该塔式起重机塔身进行附着。
4.2附着装置由四套框梁和四根内撑杆组成，四套框梁由24套M24螺栓、螺母、垫圈紧固成附着框架。
塔式起重机计算机辅助设计软件的开发与研究的开题报告
塔式起重机计算机辅助设计软件的开发与研究的开题报告一、选题背景在建筑工地、码头、工厂等场合，塔式起重机是常用的一种起重设备。
然而，传统的手工计算方式在设计塔式起重机时存在诸多不足，比如人工计算效率低下、难以保证计算精度等问题。
因此，开发一款计算机辅助设计软件，能够快速准确地计算塔式起重机的各项参数，对于促进塔式起重机的设计和研发具有重要意义。
二、研究内容和目标本项目旨在开发一款计算机辅助设计软件，能够辅助工程师进行塔式起重机的设计和计算。
研究内容主要包括：1. 塔式起重机的结构和工作原理的研究；2. 塔式起重机设计中常用的计算方法和公式的整理和分析；3. 基于C++或其他编程语言开发塔式起重机计算机辅助设计软件；4. 对已开发的软件进行测试和完善，确保其功能的完善性和稳定性。
本项目主要的研究目标是：1. 开发出功能完备、易于操作、使用、具有可扩展性的计算机辅助设计软件；2. 提高塔式起重机设计的效率和准确性，降低建设单位及用户的设计成本；3. 推动塔式起重机的发展，并促进我国的工程技术水平。
三、研究方法1. 参考国内外塔式起重机标准和相关文字资料，深入了解其结构、工作原理及设计中的各个参数；2. 对常用的计算方法和公式进行分析和整理，先进行手动计算，再通过程序实现自动计算；3. 按照设计需求，采用C++（或其他编程语言）进行程序的开发，并使用图形界面技术，对于软件的使用及管理进行简化；4. 进行软件的集成测试、功能测试和性能测试，对待软件的漏洞进行修补和完善，提高程序的稳定性和可靠性。
四、预期成果完成此项研究，预期取得以下成果：1. 完备的塔式起重机计算机辅助设计软件；2. 稳定、实用的计算模型与公式；3. 指导塔式起重机设计的标准性参考；4. 开发出的软件可应用于建筑工地、码头、工厂等多个场合。
五、研究进度及时间安排预计用时7个月，研究进度安排如下：第1-2个月：文献搜索、前期资料整理、项目调研、软件需求分析，进行计算公式的整理，初步设计系统架构；第3-4个月：进行系统的程序开发，基本的功能实现，并对程序性能和健壮性进行初步测试；第5个月：进行功能测试和优化，同时持续完善程序功能和代码框架；第6-7个月：进一步进行测试和修正，最终完成可用程序的开发。
如何利用计算机辅助设计软件进行塔吊安装施工技术交底
如何利用计算机辅助设计软件进行塔吊安装施工技术交底随着科技的不断发展，计算机辅助设计软件在各行各业得到了广泛应用。
在建筑工程领域，塔吊的安装施工是一个非常重要的环节。
为了确保施工过程的安全和高效，如何利用计算机辅助设计软件进行塔吊安装施工技术交底成为了一个关键问题。
首先，我们需要了解计算机辅助设计软件的基本原理和功能。
这些软件通常具备三维建模、模拟仿真、数据分析等功能，可以帮助工程师和技术人员更加直观地理解和规划塔吊的安装施工过程。
通过建立模型，我们可以在计算机上进行虚拟的施工操作，模拟各种施工场景，并通过数据分析来评估施工过程中可能出现的问题和风险。
其次，利用计算机辅助设计软件进行塔吊安装施工技术交底的关键在于模型的建立和数据的准确性。
在建立模型时，需要将实际的施工环境、塔吊的参数、施工序列等准确地输入到软件中。
这需要工程师和技术人员对施工过程有深入的了解，并且需要对软件的操作和参数设置有一定的熟悉和掌握。
只有准确的数据输入才能得到可靠的模拟结果，从而为施工过程提供参考和指导。
利用计算机辅助设计软件进行塔吊安装施工技术交底的好处是显而易见的。
首先，通过虚拟模拟，我们可以在计算机上进行多次的试验和优化，找到最佳的施工方案。
这样可以减少施工过程中的试错和调整，提高施工效率。
其次，软件可以提供详细的数据分析和风险评估，帮助工程师和技术人员更好地了解施工过程中可能出现的问题和挑战，从而采取相应的措施进行预防和处理。
最后，通过软件的模拟和数据分析，可以提高施工过程的安全性和可靠性，减少事故和质量问题的发生。
当然，利用计算机辅助设计软件进行塔吊安装施工技术交底也存在一些挑战和限制。
首先，软件的使用需要一定的技术和专业知识，对于一些技术水平较低的施工人员来说可能存在一定的学习和适应的过程。
其次，软件的模拟结果和数据分析只能作为参考，实际施工过程中仍然需要根据实际情况进行调整和优化。
最后，软件的使用也需要一定的投入和成本，包括软件的购买和培训等方面。
塔式起重机附着架撑杆计算机有限元内力计算
塔式起重机附着架撑杆内力计算刘志军（长沙建设机械研究院，湖南长沙!"##"$）［摘要］介绍了利用结构矩阵位移分析法，设计用于计算撑杆内力的程序，可以快速、准确的计算在塔身荷载作用下各撑杆最大内力。
［关键词］塔式起重机；附着架；撑杆；内力计算［中图分类号］%&’"’［文献标识码］(［文章编号］"##")"$**（’##+）#+)##$*)#’!"#$%%&’(&)(’"*+,-+#%"#)""*$+-’""’&./$,"-#’/$*,"+0$#&#’,$!"#$%&’()*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：［%］｛!｝,｛$｝（’）其中［%］是结构总刚度矩阵，｛!｝是节点位移列矩阵（或称未知项），｛$｝是节点荷载列矩阵。
装配驱动的塔式起重机三维辅助设计系统研究
装配驱动的塔式起重机三维辅助设计系统研究随着科技的不断发展，计算机辅助设计系统越来越广泛地应用于各个领域。
塔式起重机作为一种重要的起重设备，其安全性和效率对于工程项目的成功进行至关重要。
因此，开发一种能够辅助设计塔式起重机的三维辅助设计系统具有重要的意义。
本文将针对装配驱动的塔式起重机三维辅助设计系统进行研究。
首先，我们将对系统的研究背景、研究目的和研究意义进行介绍。
接着，我们将详细介绍系统的设计方法和技术路线。
最后，我们将对系统进行评价和展望。
研究背景：塔式起重机是一种常见的起重设备，广泛应用于建筑工地、码头港口等。
在塔式起重机的设计过程中，需要考虑到起重机的结构、设计参数以及装配过程等方面，以确保起重机的安全性和效率。
然而，传统的设计方法往往依赖于人工经验和简化的计算模型，难以满足实际需求。
研究目的和意义：本研究旨在开发一种能够辅助设计装配驱动的塔式起重机的三维辅助设计系统，以提高设计效率和准确性。
具体目的包括：1.分析和理解装配驱动的塔式起重机的设计需求和问题；2.提出一种适用于装配驱动的塔式起重机设计的三维辅助设计方法；3.开发一种功能强大、易于使用的辅助设计系统，以帮助设计人员快速完成起重机的设计；4.通过实际案例验证系统的可行性和有效性。
设计方法和技术路线：本系统的设计方法和技术路线如下：1.需求分析：通过调研和分析，深入了解装配驱动的塔式起重机的设计需求和问题。
2.系统设计：根据需求分析的结果，设计系统的总体结构和功能模块，并制定详细的设计方案。
3.三维模型建立：利用计算机辅助设计软件，建立装配驱动的塔式起重机的三维模型，并对模型进行优化和验证。
4.模拟分析：通过对三维模型进行装配、运动和应力分析等模拟分析，评估起重机的性能和可靠性。
5.系统开发：基于设计方案，开发系统的各个功能模块，并进行系统测试和优化。
6.系统集成与应用：将各个功能模块集成到系统中，并进行实际案例的应用和验证。
塔式起重机附着计算书
世纪星城12#楼塔式起重机附着计算书建设单位：陕西三雄房地产开发有限公司施工单位：陕西晟泰建筑机械有限公司使用单位：陕西晟方建设工程有限公司设备型号：QTZ80塔式起重机生产厂家：浙江德清华杨科技有限公司设备代码：4310 10B98 2011 0215出厂日期：2011年9月检验日期：3013年8月30日验算人：工程概况世纪星城12#楼位于小区中央，建筑面积14385.79㎡，地下2层，地上18层，剪力墙结构，建筑高度54.45m。
本工程安装一台浙江德清华杨科技有限公司生产的，附着式QTZ80塔式起重机（安装位置—图1）。
附着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。
一、主要参数塔吊型号: QTZ80 塔吊最大起重力矩:M =800kN.m非工作状态下塔身弯矩:M =-200kN.m 塔吊高度:H =70m塔身宽度:B =2.2m 附着框宽度:3m最大扭矩:0kN.m 风荷载设计值:0.84kN/m2附着节点数:3 各层附着高度分别(m):25.2；39.2；53.2 附着杆选用：Φ100，壁厚15钢管附着点1到塔吊的竖向距离:b1=9m附着点1到塔吊的横向距离:a1=2.5m 附着点1到附着点2的距离:a2=3.5m附着点1到附着点3的距离:a3=7.0m 附着点3到塔基的高度:h1=53.2m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:1、风荷载计算风荷载标准值应按照以下公式计算W k=W O×U Z×U S×βZ其中W0——风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：W0=0.45kN/m2Uz——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：Uz=2.380U S——风荷载体型系数：U S=2.400βZ——风振系数,依据《建筑结构荷载规范》结构在Z高度处的风振系数按公式7.4.2条规定计算得βz=0.70风荷载标准值验算：W k=W O×U Z×U S×βZ=0.45×2.38×2.4×0.7=1.799 kN/m2风荷载的水平作用力计算：Nw=Wk×B×Ks其中Wk——风荷载水平压力,Wk=1.799kN/m2B——塔吊作用宽度,B=2.0mKs——迎风面积折减系数，Ks=0.20Nw=Wk×B×Ks=1.799×2×0.2=0.72 kN/m2结论：世纪星城12#楼塔吊风水平荷载符合《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定。
塔吊的附着装置及受力计算
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。
Excel在塔机附着撑杆设计中的应用
Excel在塔机附着撑杆设计中的应用设计开发Excel在塔机附着撑杆设计中的应用ApplicationofExcelindesignofattachmentstrutoftowercrane严尊湘,陈生涛,刘松林YANZun—xiang,CHENSheng—tao,LIUSong—lin(镇江第二建筑工程有限公司,江苏镇江212005)【摘要】本文介绍了用Excel软件的使用技巧,并用实例介绍编制一个塔式起重机附着撑杆设计程序的方法.【关键词】塔式起重机;Excel;附着;撑杆;设计程序在文献[1]中,介绍了塔机附着撑杆的设计计算方法,其计算过程比较繁琐,而且很难求出每根撑杆的最大内力值.我们用Excel编制设计程序,每次只要输入少量的数据,计算工作由计算机完成.程序可多次重复使用,而且可以直接打印出设计计算书.1Excel的使用技巧1.1工作表我们把整个程序分成若干”块”,每”块”存放在一个工作表中.前一工作表的计算结果可以自动映射到后一工作表的单元格中.具体操作时,在后一工作表的单元格中输入”=“号,再点击前一工作表中相应的单元格,映射自动完成.使用这一功能,可以减少数据输入量,避免发生错误.1.2单元格地址和公式工作表中每个单元格有一个地址,用列号+行号表示,如A1,B2等等.编写公式时,单元格中输入的是相关单元格地址,而不是具体的数据.例如,在Cl单元格中输入”5”,在C2单元格中输入”8”,在C3单元格中输入公式”=Cl+C2”,C3单元格中显示的是计算结果”13”.如果把Cl单元格中的数据修改为”7”,C3单元格中的计算结果就自动变成了”15”.正是Excel的这一功能,使我们把计算工作交给了计算机去完成,并且可以多次重复使用.如果相同行,不同列单元格中的数据相同(例如塔身截面宽度,在工作状态和非工作状态都是1.40m),在C13单元格中输入”1.40”,在D13单元格中输入”=C13”,D13单元格中显示的也是”1.40”.修改了C13单元格中的数据,D13单元格中的数据也随之变化.如果把圆管材料的截面面积,截面惯性矩,截面模量以公式的形式写入单元格,只要修改圆管外径,壁厚两个数据,这些相关数据也随之改变,减少了发生错误的可能性.1.3每行完成一个计算步骤工作表包含若干行.编程时,每行写入一个计算步骤.当发现遗漏了某些内容没有写进程序, 这时可在某行前插入几行,公式中的单元格地址也随之自动修改.例如,我们在前例第1行的前面插入了一行,此时C4(原来的C3)单元格中的公式就自动变成了”=C2+C3”.如果在C1单元格中输入”2”,再把C4单元格修改为”=Cl(C2+C3)”,结果就显示”30”.1.4每列完成一项计算任务工作表包含若干列,编程时可用一列完成一项计算任务.例如,计算3根撑杆的强度时,可安排C,D,E列分别完成杆1,杆2,杆3的计算任务.为了方便他人阅读设计计算书,编程时在A列写入数据名称或需要显示的计算公式,在B列写入计量单位,在C,D,E……列写入参与计算的数值或要求计算机执行的计算公式.这里需要说明的是:A列写入的公式仅可显示和打印,供阅读设计计算书用,而不能进行计算;C列的计算建筑机械化2009(o8)39设计开发公式是要求计算机执行的,也是隐藏的,显示的是计算结果.如果我们需要编辑隐藏的公式时, 选中这个单元格,隐藏的公式将在编辑栏中显示, 即可对其进行编辑.1.5相同的计算可复制完成用不同的数据相同的公式进行计算时(例如计算杆l,杆2,杆3的强度),仅需要把C列复制到D,E列,然后修改其中的某些数据(如撑杆长度和内力),D,E列的编程工作就完成了.这一功能大大减轻了编程工作量.1.6Excel的函数功能Excel有很强的函数功能,可以进行一些逻辑运算和判断.现选常用的几个说明.1)输入兀如果输入”3.14”,其精确度是小数点后2位;但是如果输入”=PI()”,精确度是小数点后l5位.这样可以提高计算的精确度. 2)平方根如要求计算机执行c:√+b的公式,则在相应的单元格中输入”=SQRT(C42 +C82)”,式中C4,C8分别是数据a,b的地址. 3)选择一组数据中的最大值在C30单元格中输入”:MAX(C28:R28,C29:R29)”,就可以把C28～R28,C29～R29,32个单元格中的最大值选择出来,放置在C30单元格中.4)根据判断条件选择相应数值在C55单元格中输入”=IF(C52<=0.2l5,C53,C54)”,这表示:如果C52中的数据小于等于0.215,则C55:C53;如果C52中的数据大于0.2l5,则C55=C54.这在计算”稳定系数”时特别适用. 5)判断计算结果在Cl2单元格中输入材料抗压强度设计值”215”,C43单元格中是撑杆强度计算结果,C44单元格中输入公式”=IF(C43 <=C12,”满足”,”不满足”)”.当强度值小于等于215时,C44单元格中就显示”满足”;当强度值大于2l5时,C44单元格中就显示”不满足”.当所有计算结果都是显示”满足”时,说明撑杆强度是满足设计要求的;出现”不满足”时,则需要修改某些数据,重新计算.这一功能符合计算书的格式,也便于我们对计算结果进行检查.1.7程序的重复使用每次使用时,使用”另存为”功能,把已编4020o9(08)c0NsTRucTIoNMEcHANlzA TIoN制好的程序复制成一个新的文件,修改新文件中某些单元格中数据,计算机自动完成计算.2实例附着撑杆设计程序由7个工作表组成.1)第1个工作表是本程序的使用说明,指导使用者正确使用这个程序;2)第2个工作表是概述和插图,用于介绍工程概况,塔机型号,附着装置位置,受力示意图, 撑杆的结构形式和主要尺寸等,作为一份完整的设计计算书,这是必需的;3)第3个工作表用于计算作用于附着装置的扭矩和水平力;4)第4个工作表用于计算每根撑杆的长度和最大内力;5)第5个工作表用于计算圆管实腹式撑杆强度;6)第6个工作表用于计算双肢槽钢格构式撑杆强度;7)第7个Ⅳ的函数式求导,然后才能求出最大值,计算过程非常复杂.但是Excel就简单多了,现在把第3个工作表(见表1)展示给读者参考.其它工作表的编程,读者可根据前面叙述的方法自行编制.表1中,自变量f2)按等差数列排列,等差值d=rc/4(45.),各列显示数值分别是=0,re/4,re/2……7rc/4的计算结果.限于篇幅的关系,本例中的等差值d=兀/4,实际编程时,我们可以把等差值选择得更小一些,如d:7c/8,d=兀/16,计算的结果将更为精确.计算撑杆内力～,Ⅳ2,ⅣⅡⅡ左～以l一Ⅱ2)cosa一(l+c/2)sinaK一58.08—71.8O-43.461O.3358.O871.8043.46—10.33Ⅳ]的最大值kN71.80271.80271.80271.80271.80271.80271.80271.802l7.2219.5225.O830.6432.9430.6425.O819.52批～Hylcon@十H(x—b1)sinOkN——ycosfi——xsinfl-27.7O一19.590.0019.5927.7019.590.00一l9.59的最大值kN32.94532.94532.94532.94532.94532.94532.94532.945一Md+H(a一Ⅱ2)con@一HblsinO27.2711.55—8.95-22.23-20.50-4.78l5.7329.O0lV3——kN(a一a~)cos7一bsin7841528.77-43.46-90.24～84.15-28.7743.4690.24M的最大值kN90.23590.23590.23590.23590.23590.2359023590.235暴风侵袭非工作状态的结果,我们选择这两行数据中的最大值,就求出了各撑杆在某一工况时的最大内力值.圆I参考文献l[1]严尊湘,陈生涛,刘松林.塔机附着撑杆的设计计算方法【J】.建筑机械化,2009,(05):37—40.(编辑金治勇)[中图分类号]TH212;TH213.3[文献标识码]c[文章编号]1001—1366(2009)08—0039—03[收稿日期]2OO9—02—22建筑机械化2o09(08)41。
应用CAD设计塔式起重机三杆式附着架
的扭力矩 M 扭 和作用在塔身上的水平力 R , R 可 分解为水平方向分力 R x 和垂直方向分力 R Y , 如 图 3 所示 。
图 3 附着杆受力分析
由 ρ MB = 0 得
NAD
=
M扭 +
RXL 1 + d1
R YL 3
=
M扭 R d1 +
(山东建设机械股份有限公司 , 山东 济南 250022)
[ 中图分类号 ] TH211 + 16 [ 文献标识码 ] C [ 文章编号 ] 100121366 (2003) 0620017202
我厂生产的老式 JJ A 安全型井字架存在成本偏 高 、局部设计有性能限制且关键件易损等缺点 , 2002 年我们对此进行了较大的改进 。改进后的产 品经厂内试验及实际使用后得到一致好评 , 不仅产 品成本大幅下降 、增加了市场竞争力 , 而且改进后 的 3 种安全装置可普遍应用于建筑施工中无安全装 置的垂直运输设备上 。现对改进的 3 种安全装置介 绍如下 。
L
2 1
+
d1
L
2 3
si
n
(α
+
θ)
(1)
16 建筑机械化 2003/ 6
其中 α =
a rct g
L1 L3
,
由
ρ
MD
=
0得
NBC
=
M扭 +
RXL 4 + d2
R YL 5
=
M扭 R d2 +
L
2 4
+
d2
L
2 5
si
塔式起重机超长附着结构设计方案内容提要及有关要求
塔式起重机超长附着结构设计方案内容提要及有关
要求
一'设计方案内容提要（一）塔机和附着基本概况
本塔机基本参数、有关技术要求及工程使用等基本情况（二）设计依据及有关要求
1、该塔机原附着设计文件
2、塔机设计规范；
3、超长附着需专项设计管理规定
4、其他相关标准规范和管理规定（三）超长附着设计方案
1、平面、立面布置图
2、超长结构设计制造图
3、锚固节点放大详图（四）超长附着计算书
1、受力分析
2、结构计算（五）生产制造及安装技术要求
1、生产制造要求
2、安装技术要求（六）验收及使用要求
1、附着安装后的验收标准及要求
2、附着安装后自由端高度及使用检查要求。
二、设计单位及审核审批要求
（一）设计单位资格要求：依据徐建安监（2020 ） 9号文件的第一条第（三）款中采用非说明书中附墙形式要求，应委托原制造单位或专业制造单位进行附着结构专项设计和制造。
并出具出厂合格证。
（二）设计、审核、审批要求：塔机制造单位设计人、技术人员和技术负责人等应签字确认，并对设计和制造结构负责。
同时，要加盖出具单位公章。
（三）本设计方案与安装方案关系：本设计方案属特种设备制造单位专项设计，不需履行论证手续。
但施工单位应依据本设计方案单独编制超长附着安装拆除方案。
依据依据徐建安监（2020）9号文件的第一条第（三）款规定：本设计方案应作为超长附着安装拆卸专项施工方案的附件。
QTZ80E型塔式起重机超远附着的设计计算
QTZ80E型塔式起重机超远附着的设计计算李明江苏省建筑科学研究院吴启鹤南京工业大学[摘要]在建筑工程中塔式起重机超远附着时，可因地置宜在附着杆长度中点设置排架支撑，减少附着杆件的计算长度，保证使用安全。
[关键词]塔式起重机附着支撑1 前言某16层建筑工程因设计变更，施工现场原已安装的QTZ80E型塔式起重机第一道附着装置的附着距离为6m，附着在裙楼上，第二道附着装置的安装高度为38.6m，附着距离约30m，远远超过《使用说明书》（参考文献[1]）中5～7m的规定，故应对该超长附着杆采用一定的加固措施，并按GB13752 《塔式起重机设计规范》、GB9462《塔式起重机技术条件》（参考文献[2]、[3]）的要求进行强度、刚度与结构稳定性校核，以确保塔式起重机使用安全，并满足施工现场的使用要求。
该塔机与本技术改造有关的主要技术参数见表1。
图1 QTZ80A型塔式起重机附着装置的安装位置2 技术改造方案在施工现场平面内，第二道超长附着装置的设计安装方案为技术关键。
因附着距离太长，自重载荷使附着杆产生较大的挠度i Z ∆，塔机在起重或回转时，塔身对附着杆系中各杆件产生轴向压力ij N ，并产生了附加弯矩i ij ij Z N M ∆⋅=∆，在ij N 、ij M ∆的作用下，附着杆结构稳定性大为降低，塔身的刚度也超过规定数值，构成安全隐患。
如采用增加附着杆桁架截面尺寸的方法，成本高且安装不便；如在每根附着杆中间设置一个支点，使各附着杆由单跨梁变为两跨连续梁，可减小附着杆的计算长度，增加结构稳定性与刚度。
该支点为钢管、扣件搭设的排架，由四根缆风拉结在建筑物的楼顶上，排架顶部用螺栓、型钢固定附着杆，使附着杆的垂直、水平位移均受约束，但可略微转动。
如图2，附着杆为三杆附着体系，每根杆由数段格构式空间桁架组装成，桁架端部有调节螺杆副。
图2 QTZ80E 型塔式起重机超远附着装置尺寸图3 几何计算 3.1 截面参数如图1，在裙楼顶、每根附着杆的中部或裙楼临边指定位置搭设高18m 、长6m 、宽3m的钢管支承排架。
QTZ80塔式起重机塔身及附着整机稳定性计算书
=0.1t
表 2 塔上部各部份惯性载荷表
序 名称
号
1
起重臂
2 起重臂长拉杆
3 起重臂短拉杆
4
变幅卷扬机
5
配电箱
6
平衡臂
7
平衡臂平台
8
平衡臂拉杆
9
起升机构
10
平衡重
11
顶升机构
12
∑
重量 FN kg
5858 1028 394 353 350 1048 287 363 1266 13800 358
距回转中心的 距离 R m 24.85 18.8 6.3 7.8 -3.9 -6.2 -8.18 -6.1 -9.13 -11.09 -1.2
MX=My=72.953t.m
FNB=42.246t 3.3.5 非工作况、方位Ⅱ MB=MΣ+Q附.R=-42.658+0.482 × 3=-41.212t.m
Mx=My=MB/ 2 =-29.141t.m
Q=FW Σ=2.596t
Qx=Qy=Q/ 2 =2.596/ 2 =1.836t FNB=FN Σ+Q附=32.059+0.482=32.541t
3.3 塔身截面的内力计算
3.3.1 工况Ⅰ，方位Ⅰ：
吊重风载荷
FWI=QI× 3%=(1.3+0.482) × 3%=0.053t
MnWI=FWIR=0.053 × 55=2.94t.m
吊重惯性载荷
2 ∏ nRQ 2 ∏× 0.67 × 55 × 1.782
FHI= g × 60 × t =
9.8 × 60 × 7
8
Mx=My=MB/ 2 =87.142/ 2 =61.619t.m
塔式起重机的计算机辅助设计系统
塔式起重机的计算机辅助设计系统
郑冬华;殷晨波
【期刊名称】《建筑机械化》
【年(卷),期】2007(028)010
【摘要】针对目前CAD技术在塔式起重机设计计算过程中的应用现状,开发了基于Visual Basic 6.0的塔式起重机计算机辅助设计系统,给出了系统的总体结构、主要功能、特点和实现方法.该系统能大大缩短设计周期,并自动生成设计说明书和施工图纸等.
【总页数】3页(P34-35,58)
【作者】郑冬华;殷晨波
【作者单位】南京工业大学,车辆与工程机械研究所,江苏,南京,210009;南京工业大学,车辆与工程机械研究所,江苏,南京,210009
【正文语种】中文
【中图分类】TH212;TH213.3
【相关文献】
1.基于NX塔式起重机快速设计系统的研究与开发 [J], 司红瑜
2.基于AutoCAD的塔式起重机设计系统 [J], 赵永红;王明赞;赵宇;吴艳萍
3.塔式起重机计算机辅助设计系统的研究 [J], 苏杰;张晓钟;周飞
4.塔式起重机的计算机辅助设计系统 [J], 贾文华;殷晨波;程本松
5.“并行工程下面向制造和装配的塔式起重机计算机辅助设计系统研究”项目通过鉴定 [J],
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塔式起重机附着装置的计算机辅助设计周俊静,殷晨波(南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京 210009)摘要:阐述了塔式起重机附着装置的设计计算理论,建立了基于该理论的塔机附着装置计算机辅助设计系统。
该系统能够快速准确地设计出符合实际情况的附着装置,同时自动完成施工图的绘制,并自动生成设计计算说明书和物料清单表,大大提高了工作效率。
关键词:塔式起重机;附着装置;计算机辅助设计;Visual Basic 6.0中图分类号:TH 212 文献标识码:A 文章编号:1672-1616(2006)17-0049-04 附着式塔式起重机(以下简称塔机)在超过独立高度时,需要安装附着装置,以确保安全稳定。
附着装置是随机部件,附着距离在设计时就已确定,在使用说明书中给出。
但是根据施工现场的实际情况,附着距离往往需要加大。
附着杆加长后如果仍使用原截面,附着装置的刚度就会不够,因此需要重新设计附着杆的截面形式。
本文提出了一种设计塔机附着装置的方法,并实现了其计算机辅助设计。
系统采用交互式设计方法,输入所需参数并选择合适的型式,即可完成附着架的设计,生成施工图、设计计算说明书和物料清单表。
1 系统设计1.1 计算各附着撑杆的反力塔机所受的能够引起附着撑杆内力的外载荷包括重力产生的不平衡力矩、风载荷、回转惯性力以及这两种力所引起的扭矩[1]。
可以将塔身简化为一个多跨连续梁的计算模型。
其底端固支,中间的各附着架看作铰接支点。
将塔机第一道附着以上的结构移去,以弯矩M 、扭矩M n 、横向力Q 和垂直力N 代之,其中垂直力N 由塔身直接传到地基,对附着架没有影响,因此不予考虑。
由于附着架的刚度比塔身的扭转刚度大得多,因此塔身顶端图1 塔身受力模型的第一层附着架吸收了绝大部分扭矩。
偏于安全的考虑,假设顶端的第一层附着承受了全部的扭矩M n 。
除上述各集中力外,塔身还受到分布的风载荷q (如图1所示)。
为了求解附着架的支反力,将塔身作如下简化(如图2所示)。
扭矩的作用单独考虑。
图2所示的计算模型是一个静不定结构,静不定的次数等于中间支座的数目。
求解多跨连续梁一般用三弯矩方程,形式如下:M n -1l n +2M n (l n +l n +1)+M n +1l n +1=-6ωn a nl n-6ωn +1b n +1l n +1(1)式中:M n -1,M n ,M n+1分别为支座n -1,n ,n +1上的弯矩;l n ,l n +1为与n 支座相邻的两个跨度;ωn a n 为第n 跨的载荷弯矩图面积对(n -1)支座的静矩;ωn +1b n +1为第(n +1)跨的载荷弯矩图面积对(n +1)支座的静矩。
(n -1)个三弯矩方程中包含了(n +1)个未知弯矩,加上两端的边界条件,即可求出所有未知弯矩,然后把每个静定基看作简支图2 对塔身受力模型的简化收稿日期:2006-05-29基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(BJ99026)作者简介:周俊静(1981-),女,河北衡水人,南京工业大学在读硕士研究生,主要研究方向为机械设计及理论。
梁求出支座反力。
程序中采用常见的N 型附着形式,按非工作状态、工作状态吊臂垂直于附着墙面和工作状态吊臂平行于附着墙面3种工况计算,求出撑杆的最大内力。
1.2 撑杆的设计和校核附着杆的截面型式有实腹式和格构式两种,在超长附着杆设计中,通常采用格构式截面。
实际中最常见的有四角钢焊接和两槽钢对焊两种情况。
它们又分别有缀板式、缀条式。
设计的过程为,首先选择截面,确定所用的型钢和截面的尺寸,然后根据实际的截面尺寸和长细比,对整体和单肢进行稳定性、刚度和强度验算,若有不满足,则重新调整。
考虑到附着杆的自重及风载荷的影响,对整体按双向压弯格构件进行验算。
单肢的稳定性按轴心受压杆件进行验算。
2 系统实现2.1 系统构建一个完整的CAD 系统通常包括分析计算程序、数据库系统及图形处理系统3大部分。
本系统以Visual Basic6.0作为开发工具,结合Microsoft Access 建立数据库系统,利用ActiveX 技术引用AutoCAD 应用程序生成附着撑杆的施工图。
分析计算程序将计算撑杆最大内力和撑杆的设计校核过程中的公式和步骤转换成程序代码,进行附着装置的设计计算。
撑杆设计包括主肢杆的设计和缀材设计,程序中提供了3种截面形式的主肢杆供用户选择,分别为两槽钢对焊、两槽钢背焊四角钢对焊、缀材包括缀条式和缀板式两种。
参数库包括设计过程中用到的机械设计手册中的各种数表以及常见型号塔机的基本参数;设计完成,可以生成施工图、设计计算说明书和物料清单表。
系统的工作流程如图3所示。
2.2 关键技术2.2.1 ActiveX 技术输出模块包括生成设计计算说明书、物料清单表和撑杆施工图,其中设计计算说明书和物料清单表为Word 文档,撑杆施工图通过AutoCAD 生成。
系统与Microsoft Word 以及AutoCAD 之间的通信利用ActiveX 技术实现。
ActiveX 技术是建立在COM 基础上,由对象链接和嵌入(OL E )技术发展而来,其目标是提供一种与操作系统平台无关的、图3 系统工作流程图可在应用程序之间互相访问对象的机制。
本系统的应用属于ActiveX 文档。
以AutoCAD 为例,实现的方法如下[2]:a.建立AutoCAD 空白文档;b.在VB 的引用属性中引用AutoCAD 2005Type Library ;c.创建和引用AutoCAD 对象:dim acadapp As AcadApplication ’AutoCAD 应用程序对象变量dim acaddoc as acaddocument ’AutoCAD 文档对象变量dim paspace as acadpaperspace ’AutoCAD 图纸空间对象变量dim mospace as acadmodelspace ’AutoCAD 模型空间对象变量’以下为与AutoCAD 应用程序连接的程序On Error Resume Next ’出错继续Set cad =G etObject (,“autocad.application ”)’如果AutoCAD 正在运行,引用AutoCAD 应用程序If Err Then Err.Clear Set cad =CreateObject (“autocad.application ”) ’如果AutoCAD 不在运行,创建并打开 If Err Then MsgBox Err.Description ’出错处理 Exit Sub End If End IfSet acadapp=CreateObject(“autocad.application”) set acaddoc=Acadapp.Documents.Open(App.Path &’\文件名.dwg”)与AutoCAD应用程序连接后,利用相关的命令和方法在打开的AutoCAD模型空间中进行参数化绘图是系统的关键技术之一。
2.2.2 参数化绘图技术参数化设计和绘图适用于物体的基本几何拓扑关系固定,只改变尺寸、精度以及材料的工程设计[3]。
撑杆的截面形式有四角钢对焊、两槽钢对焊和两槽钢背焊3种,每种又分缀条式和缀板式。
在程序中分别编写3种截面的缀条式和缀板式的绘图子程序,各绘图命令和函数的参数通过设计计算得出。
设计完成,绘图所需数据也同时计算出来了,并且赋给了对应的变量,用户进行相应的操作,要求生成施工图时,系统会自动调用相应的子程序完成绘图。
2.2.3 数据库查询技术在机械设计的过程中,设计人员需要从手册中查阅大量图表。
如何对这些图表进行计算机处理,是系统设计的另一项关键技术。
对于像稳定系数这类往往需要进行插值计算才能得到所需数据的数表,采用线性插值的方法,在程序中编写插值函数,设计过程中,通过输入的长细比在数据库中查出前后相应的稳定系数,调用插值函数计算出所求的稳定系数。
对于型钢、紧固件等这类包含了多项数据并且可以从表中直接得到所需数据的数表,采用了数据库存储的方法,独立于程序,增强了系统的开放性。
另外,对常见的塔机型号建立了数据库,在参数输入部分用户可以直接选择塔机型号,该塔机的参数会自动加载到程序中。
3 设计实例利用本软件对文献[1]的计算实例进行了验算。
操作的步骤为:(1)输入参数,包括塔机基本参数、附着间距、附着尺寸以及载荷;(2)根据不同状态进行附着杆内力计算,得出最大内力,并选择型钢材料;(3)在附着杆设计过程中用户选择长细比和截面形式,进行主肢杆和缀材的设计;(4)设计完成,输出相关设计资料。
图4、图5、图6、图7分别为参数输入、内力计算、附着杆设计和相关文件输出的页面。
图4参数输入图5 内力计算图6 附着杆设计 由本系统得出的撑杆最大内力与文献中结果基本相同,在此基础上,本系统继续进行了附着撑杆的详细设计和校核,在不足半小时的时间内就可以设计完成并生成所需的设计文件。
4 结束语本文建立了塔机附着装置的合理的计算模型,采用三弯矩方程求解其支反力,与平面解析法相比,运算量小,准确度高。
基于设计理论所建立的系统能设计出精确可靠的附着装置,并直接生成设计计算说明书、施工图和物料清单表,显著减少了图7 生成相关文件设计人员的工作量,缩短了设计周期。
参考文献:[1] 郑奠一,唐明清.塔式起重机附着撑杆内力计算[J ].建筑机械,1996(7):10-171[2] 张国宝.AutoCAD Visual Basic 开发技术[M ]1北京:科学技术出版社,20001[3] 丁奇志,付景红.基于VBA 的参数化设计与绘图[J ].机械传动,2004(5):37-391The Computer Aided Design of the Attach Member in the Tow er CraneZHOU J un -jing ,YIN Chen -bo(Najing University of Technology ,Jiangsu Nanjing ,210009,China )Abstract :It presents the designing principle of the attached member for tower crane ,establishes the computer aided design system of this machinery.The system can generate a new set of attached member rapidly and ac 2curately.As a design process it completes the drawing ,the instruction book of designing and calculating and the detailed material list.The system is helpful for the designer to do a lot and shortened the designing period greatly.K ey w ords :Tower Crane ;Attached Member ;Computer Aided Design ;Visual Basic 6.0文后参考文献编排格式本编排格式适用于各个文种。