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II
1---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。

风力按工作风压0.25KN/m2取用。

|T|＝|T’|，但方向相反，系考虑回转方向不同之故；
VX、V’X——塔身在截面1-1处在X轴方向的剪力，|VX|＝|V’X|，方向相反，原因同上；VY、V’Y——塔身在截面1-1处在Y轴方向的剪力，|VY|＝|V’Y|，方向相反，原因同上；a、 l1 --l5——力臂，见图14-47a。

对于计算情况II（图14-47b）同样用力矩平衡原理，由ΣMB＝0、ΣMC＝0、ΣMO’＝0，分别求得塔机在非工作状态下的RAC、RBC和RAD之值。

需注意的是，此计算情况下无扭矩作用，风力按塔机使用地区的基本风压值计算，VX1、V’X1为非工作状态下的截面1-1处的剪力。

2）附着杆长细比计算
附着杆长细比λ不应大于100。

实腹式附着杆的长细比按λ＝l：r计算（l——附着杆长度；r——附着杆截面的最小惯性半径）；格构式附着杆的长细比λ按《钢结构设计规范》计算，这里从略。

3）稳定性计算
附着杆的稳定性按下列公式计算：
（14-34）
式中 N——附着杆所承受的轴心力，按使用说明书取用或由计算求得；
A——附着杆的毛截面面积；
Φ——轴心受压杆件的稳定系数，按《钢结构设计规范》采用；
F——钢材的抗压强度设计值，按上述规范取用。

（2）附着支座连接计算
附着支座与建筑物的连接，目前多采用与预埋在建筑物构件上的螺栓相连接。

预埋螺栓的规格、材料、数量和施工要求，塔机使用说明书一般也有规定。

如无规定，可按下列要求确定： 1）预埋螺栓（以下简称螺栓）必须用Q235镇静钢制作。

2）附着的建筑物构件的混凝土强度等级不应低于C20。

3）螺栓的直径不宜小于24mm。

4）螺栓埋入长度和数量按下列公式计算：
0.75nτdlfΤ＝
N （14-35）
式中 0.75——螺栓群不能同时发挥作用的降低系数；
n——螺栓数量；
d——螺栓直径；
1——螺栓埋入混凝土长度；
fΤ——螺栓与混凝土的粘接强度，对于C20混凝土取1.5N/mm2；对于C30混凝土取3.0N/mm2；N——附着杆轴向力，按使用说明书取用或计算求得。

5）上述计算结果，尚需符合下列要求：
①螺栓数量，单耳支座不得少于4只；双耳支座不得少于8只；
②螺栓埋入长度不应少于15d；
③螺栓埋入混凝土的一端应作弯钩并加焊横向锚固钢筋；
④螺栓的直径和数量尚应按《钢结构设计规范》验算其抗拉强度。

6）附着点应设在建筑物楼面标高附近。

（3）附着框架计算
附着框架按方形钢架计算，其计算简图如图14-48所示；为便于计算，可将其分解，如
图14-49所示。

图中P为作用于附着框架的荷载；根据最大单根附着杆内力计算，作用点为顶紧
螺栓（附着框架与塔身连接用）与附着框架的接触点。

具体计算方法可参阅建筑结构力学有关内容，这里从略。

图14-48 附着框架计算简
图
/xcmgjj
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