塔机附着验算计算书1

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1、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QTZ40（浙江建机） 塔身桁架结构类型型钢塔机计算高度 H(m) 30 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(kN m) 454.63 工作状态倾覆力矩标准值Mk(kN m) 270 非工作状态倾覆力矩标准值Mk(kN*m) 355.37 附着杆数四杆附着附墙杆类型类附墙杆截面类型格构柱

2、塔身锚固环边长C(m) 1.8 二、风荷载及附着参数附着次数 N 4 附着点 1到塔机的横向距离a1(m) 9.5 点1到塔机的竖向距离b1(m) 9.5 附着点 2到塔机的横向距离a2(m) 5.7 点2到塔机的竖向距离b2(m) 5.7 附着点 3到塔机的横向距离a3(m) 5.7 点3到塔机的竖向距离b3(m) 5.7 附着点 4到塔机的横向距离a4(m) 9.5 点4到塔机的竖向距离b4(m) 9.5 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

3、 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9 9 0.65 1.95 1.95 1.977 1.977 0.269 1.347 第2次附着15 6 0.734 1.95 1.95 1.901 1.963 0.293 1.51 第3次附着20 5 0.738 1.95 1.95 1.825 1.934 0.282 1.496 第4次附 着25 5 0.751 1.95 1.95 1.798 1.944 0.283 1.

4、53 悬臂端30 5 0.774 1.95 1.95 1.79 1.945 0.29 1.578 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=0.8 1.79 0.774 1.95 0.2 0.35 1.06=0.16kN/m 2、扭矩组合标准值 Tk 由风荷载产生的扭矩标准值Tk2 Tk2=1/2qkl12-1/2q kl22=1/2 0.16 572-1/2 0.16 12.92=246.607kNm 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 (454

5、.63+246.607)=631.113kNm 3、附着支座反力计算计算简图塔身上部第一附着点（塔身悬臂支承端）的支承反力最大，应取该反力值作为附着装置及建筑物支承装置的计算载荷。剪力图得：RE=85.771kN 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5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5处锚固环的截面扭矩 Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座5处的附墙杆承担） ,水平内力 Nw=20.5RE=121.299kN。计算简图：塔机附着示意图塔机附着平面图1=arctan(b1/a1)=452=arctan(b2/a2)=45

6、3=arctan(b3/a3)=454=arctan(b4/a4)=451=arctan(b1-c/2)/(a1+c/2)=39.5882=arctan(b2+c/2)/(a2+c/2)=45 3=arctan(b3+c/2)/(a3+c/2)=45 4=arctan(b4-c/2)/(a4+c/2)=39.588四杆附着属于一次超静定结构，用力法计算，切断T4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：T11 sin(1-1) (b1-c/2)/sin1+T21 sin(2-2) (b2+c/2)/sin2-T31 sin(3-3) (b3+c/2)/s

7、in3-1 sin(4-4) (b4-c/2)/sin4=0 T11 cos1 c-T31 sin3 c-1 cos4 c-1 sin4 c=0 T21 cos2 c+T31 sin3 c-T31 cos3 c+1 sin4 c=0 当Nw、Tk同时存在时， 由0360 循环，各杆件轴力计算：T1p sin(1-1) (b1-c/2)/sin1+T2p sin(2-2) (b2+c/2)/sin2-T3p sin(3-3) (b3+c/2)/sin3+Tk=0 T1p cos1 c-T3p sin3 c+Nw sinc/2-Nw cosc/2+Tk=0 T2p cos2 c+T3p sin3

8、c-T3p cos3 c-Nw sinc/2-Nw cosc/2-Tk=0 11= (T12L/(EA)=T 112(a 1/cos1)/(EA)+T212(a 2/cos2)/(EA)+T312(a 3/cos3)/(EA)+12(a 4/cos4)/(EA) 1p= (T1 TpL/(EA)=T11 T1p(a1/cos1)/(EA)+T21 T2p(a2/cos2)/(EA)+T31 T3p(a3/cos3)/(EA) X1= -1p/11 各杆轴力计算公式如下：T1= T11 X1+ T1p，T2= T21 X1+T2p，T3=T31 X1+T3p，T4=X1（1） 由0360 循环，

9、当 Tk按图上方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：最大轴拉力 T1=0kN，T2=343.885kN，T3=0kN，T4=290.676kN 最大轴压力 T1=293.266kN，T2=0kN，T3=346.244kN，T4=0kN （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：最大轴拉力 T1=293.266kN，T2=0kN，T3=346.243kN，T4=0kN 最大轴压力 T1=0kN，T2=343.884kN，T3=0kN，T4=290.677kN 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

10、生的扭转力矩。1、附着支座反力计算计算简图剪力图得：RE=111.173kN 2、附墙杆内力计算支座5处锚固环的水平内力 Nw=RE=111.173kN。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：最大轴拉力 T1=39.331kN，T2=87.877kN，T3=87.879kN，T4=39.331kN 最大轴压力 T1=39.331kN，T2=87.877kN，T3=87.879kN，T4=39.331kN 五、附墙杆强度验算格构柱参数格构柱截面类型四肢格构柱缀件形式缀条缀件间净距 l01(mm) 500 格构柱截面边长a(mm) 1000 格构柱分肢参数格

11、构柱分肢材料L36X4 分肢材料截面积A0(cm2) 2.76 分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm) 0.7 分肢平行于对称轴惯性矩I0(cm4) 3.29 分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0(cm) 1.04 分肢材料强度设计值fy(N/mm2) 235 分肢材料抗拉、压强度设计值f(N/mm2) 210 格构柱缀件参数缀条材料L20X3 缀条最小回转半径inim(cm) 0.39 缀条截面积 Az(cm2) 1.13 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=4 2.76 100=1104mm2 =N/A=346243/1104=313.626N/mm2f=210

12、N/mm2 杆件轴心受拉强度验算 ,不满足要求， 调整附墙杆材料类型， 或调整附墙杆附墙位置！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=13435.029mm 整个格构柱截面对 X、Y轴惯性矩：Ix=4I0+A0(a/2-Z0)2=4 3.29+2.76(100/2-1.04)2=26476.941cm4 整个构件长细比：x=y=L0/(Ix/(4A0)0.5=1343.5029/(26476.941/(42.76)0.5=27.434 分肢长细比： 1=l01/iy0=50/0.7=71.429 分肢毛截面积之和： A=4A0=4 2.76 100=11

13、04mm2 构件截面中垂直于 X轴的各斜缀条的毛截面积之和：A1x=2Az=2 113=226mm2 格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：0max=(x2+40A/A 1x)0.5=(27.4342+40 1104/226)0.5=30.79 附墙杆 1长细比：01max=30.79 =150，查规范表得： 1=0.933 满足要求！附墙杆 2长细比：02max=21.595 =150，查规范表得： 2=0.965 满足要求！附墙杆 3长细比：03max=21.595 =150，查规范表得： 3=0.965 满足要求！附墙杆 4长细比：04max=30.79 =150，查规范表得： 4=0.933

14、 满足要求！附墙杆 1轴心受压稳定系数：1N1/(1A)=293266/(0.9331104)=284.715N/mm2f=210N/mm2 附墙杆 1轴心受压稳定系数， 不满足要求。 调整附墙杆材料类型， 调整附墙杆附墙位置或调整格构柱截面布置！附墙杆 2轴心受压稳定系数：2N2/(2A)=343884/(0.9651104)=322.787N/mm2f=210N/mm2 附墙杆 2轴心受压稳定系数， 不满足要求。 调整附墙杆材料类型， 调整附墙杆附墙位置或调整格构柱截面布置！附墙杆 3轴心受压稳定系数：3N3/(3A)=346244/(0.9651104)=325.002N/mm2f=21

15、0N/mm2 附墙杆 3轴心受压稳定系数， 不满足要求。 调整附墙杆材料类型， 调整附墙杆附墙位置或调整格构柱截面布置！附墙杆 4轴心受压稳定系数：4N4/(4A)=290677/(0.9331104)=282.202N/mm2f=210N/mm2 附墙杆 4轴心受压稳定系数， 不满足要求。 调整附墙杆材料类型， 调整附墙杆附墙位置或调整格构柱截面布置！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：1=71.4290.701max=0.7 30.79=21.553 附墙杆 1钢柱分肢的长细比，不满足要求。请调整格构柱截面布置！附墙杆 2钢柱分肢的长细比：2=71.4290.702max=0.7 21.595=15.116 附墙杆 2钢柱分肢的长细比，不满足要求。请调整格构柱截面布置！附墙杆 3钢柱分肢的长细比：3=71.4290.703max=0.7 21.595=15.116 附墙杆 3钢柱分肢的长细比，不满足要求。请调整格构柱截面布置！附墙杆 4钢柱分肢的长细比：4=71.4290.704max=0.7 30.79=21.553 附墙杆 4钢柱分肢的