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1、QTZ 630 塔式起重机基础荷载及附着架支撑内力计算东佳公司 沈石千2004.3.30、人 前言随着建筑业发展，工程项目越来越大，需有效地解决水平运输及垂直运输，从而塔机被广泛应用，启东建机厂生产的QTZ63嘴机遍布 全国各地，塔机基础置于各种不同的地基上，随地基不同必须按塔机的荷载对塔机基础及埋置深度进行设计。高层建筑施工中塔机离附着物的距离不同，对附墙的附着架支撑也需进行设计与计算。根据笔者长期施工实践，对其进行摸索， QTZ63嘴机，伸臂长并 为50M时，非工作状态下及最大起重量为 6T时的工作状态下在各个不 同高度时对基础产生的剪力和力矩 M,塔机超过40M高度时设置第一 道附着架支
2、撑，计算出第一道附着支架最大的内力。通过计算分析，为施工人员对塔机基础附墙支架的选择提供了依据，为保证安全奠定了基础。本计算结果仅供东佳公司内部使用，并得到笔者同意，否则一概无效。沈石千2004.3.30塔机荷载计算1、 塔机荷载2、 风载计算（ 1 ） 基 本风压值计算（ 2 ） 标 准风压值（ 3 ） 计 算风压值3、各个高度塔机风载引起剪力 Q及力矩M的计算（ 1 ） 有 关的几何尺寸（ 2 ） 各 个高度塔机由风载引起的剪力及力矩4、 塔机力矩计算（ 1 ） 顶 升平衡时荷载（ 2 ） 对 塔身的不平衡力矩（ 3 ） 荷 载产生最大力矩5、非工作状态下，风载（W=0.40KN/itf,
3、 0.50 KN/itf, 0.60 KN/m2）作用下剪力Q和力矩M6、工作状态下，剪力Q和力矩M的计算（ 1） 说明（ 2）三种不同风向的剪力Q和力矩M计算附着架计算1、 非工作状态下，塔身风载计算2、 附着架承载力计算3、 工作状态下，塔身风载计算4、 工作状态下，附着架承载力计算5、 附着架支撑内力计算（ 1 ） 附 着架支撑构造（ 2） 附着架承载力 P 的简化（ 3 ） 支 撑各杆内力计算公式（ 4） h 为 2mn 3mm 4m 5m 6m 8m 10ml % 为 30o、40o、45o、50o、60o各值时支撑内力计算。（ 5 ） 计 算结果三、 内力组合选用表1、塔机基础剪力
4、Q力矩M和轴力N选用表2、附着架支撑轴力N选用表3、 支撑附着点X1 、Y1、X2、Y2 选用表。QTZ 63 塔式起重机基础荷载及附着架内力计算一、塔机荷载塔基础最不利情况是塔机在安装附着架前，塔机高度为 40 m 时。它除了承受塔机自重及货物自重外，承受由风载引起的水平力 .1、塔机荷载、塔机构造及各部件名称塔机各部件理论重量见表1塔机独立高度为40 m,塔机总重量为29808-844=28.964 kg塔机的最大附着高度140 m,塔机总重量为58648 kg塔臂50 m 长时，平衡重为12T塔臂 40 m 长时，平衡重为11T。塔帽、塔臂、平衡重总重为塔机总得扣除标准节点增加平衡重28
5、.964-12.176+12T=28.798 kg塔机超过 6 级风时，停止投入使用。塔机承爱风载作用，在风载作用下，对基础产生剪力Q和力矩M对附着架产生横向水平力P,风 载考虑9级至11级暴风，其值作业基本风压值 KN/itf三种值。塔机 6 级风时，除了考虑风载外，还考虑最大起重量时力矩风向 与塔臂成一角度情况出现的最大力矩及力矩平面内的剪力。塔机各部件重量一览表表1序号部件名称理论重量（kg）备注1平衡臂13502起重机构20003平衡臂拉杆2754塔顶12705力矩限制器6司机重3307小车牵引机构3248起重臂拉杆12259起重臂407610起重小车20211吊钩5512起重量限制器
6、13上支座84014回转支承40015下支座141616爬升架237117塔身标准节H 761标准节I型661 kg18固定基础基础节84419电气系统20回转机构327X221附22平衡重12000塔臂45 m为11000塔臂50 m为12000附塔机独立高度40 m,总重旱为40.964 kg, 最大附着高度140 m,总重旱为70.648 kg。2、风载计算(1)基本风压值计算基本风压值6级风，9级11级暴风基本风压值列表2名称风速(m/秒)W取值适用范围6级强风10.813.80.1190KN/m20.12 KN/ m2塔机适用工作状态9级强风20.8 24.40.372KN/ m20
7、.40 KN/ m2南京地区10级强风24.5 28.40.504KN/ m20.50 KN/ m2南通、苏州11级强风28.532.60.664KN/ m20.60 KN/ m2上海、沿海(2)标准风压值 高度Z处的风振系数 脉动增大系数。它与自振周期T1和基本风压值 E有关。平均取0.50。 自振周期。与塔身高度H有关。对有密集建筑群的城市市区称为C类地构。C类地区 再乘以0.62 ,所以，查荷载规范表7.4.3得脉动增大系数 脉动影响系数。脉动影响系数与塔高度和地面粗糙程度有关。塔高40ml地面粗糙度为C类，则u =0.82振型系数，取第一振型高度风压变化系数。高度风压变化系数见下表 3
8、高地高度5m10m15m20m30m40m50m60m70m80m0.740.740.740.841.01.131.251.351.451.54以上数字代入风振系数公式后列表4高地高度5m10m15m20m30m40m50m60m70m80m3.033.033.032.782.52.332.22.1122.0351.974 风载体型系数，桁架体型系数塔帽及套架挡风系数 为塔帽及套架杆件挡风投影面积 为塔帽及套回的轮廓面积经计算取 查规范表7.3.134项体型系数考虑塔帽和套架为圆钢管组成，塔身和塔臂挡风系数则 圆钢管设计风压值的计算风荷载荷载系数取1.4设计风压值列下表5离地高度15m以下17
9、.5m以下20m以下25m以下30m以下35m以下40m以下50m以下60m以下70m以下80m以下WW.5W0WWW5WW0WWW0W塔帽及 套架2.386W2.450W2.492W)2.590W)2.660W2.730W02.800W02.926W03.030W03.140W3.235W)塔身1.658WA1.694WA1.722W)1.792W)1.848WA1.890W01.946W02.033W02.108W02.247WA设计风压值W一览表表53、各个高度塔机风载引起剪力Q及力矩M的计算(1)塔机受风面在非工作状态下，塔臂始终与风向呈平行状态，塔臂无受风面，只有塔顶套架和塔身。塔顶
10、高度为 7.20m, 塔顶底盘宽度为1.60m,受风面为7.20 X 1.60的三角形面。 套架高度7.30m,宽度为2.100m,矩形面，塔与每节高度为 2.50m,宽度为1.60m,也为矩形面。(2)各个高度塔机风载引起剪力Q和力矩M塔高为7.30 m时，图4所示塔顶：R=W5X7.2 X1.6X1/2=2.386WX 7.2 X1.6 X 1/2=13.743 W0套架：P2=W5 X 7.30 X 2.1=2.386WX 7.30 X 2.1=36.577Q=P+B=50.32 W0M= RX ( +7.2 ) + P2X=133.307 W0 +133.506 W0=266.813
11、W塔高9.80m时，图5所示塔顶：R = 13.743W套架：B=36.577W塔身：F3= W.5 X2.5 X 1.6= 6.632WoQ= R+P2+R=56.952W0M= PX ( +7.3+2.5 ) +P2 ( +2.5 ) +P3X= 13.743WX 12.2 +36.577 X 6.15 +6.632W0X 1.25=400.903W塔高12.30m时，图6所示塔顶：R = 13.743W套架：P2=36.577W0塔身：P3= 6.632W0塔身：P4= 6.632W0剪力 Q= R+P2+R+R= 13.743W0+ 36.577W0+6.632W+6.632W=63.
12、584W力矩 M= PX () +BX () +RX () +P4X=551.573W塔高14.80m时塔顶：R = 13.743W套架：B=36.577W塔身：P3=P4=P5=6.632W0剪力 Q= R+B+R+R+R=70.216W力矩 M=13.743W 17.2+36.5770 11.15+6.632W (6.25+3.75+1.25=718.823W塔高17.30m时塔顶：R = 14.112W套架：忖=37.55900塔身：R5=F4=R=F6=6.632W0剪力 Q=E F=78.199W力矩 M=14.112W19.7+37.5509W3.65+6.632/V；8.75+6
13、.25+3.75+1).25=923.32700塔高19.80m时塔顶：R = 14.354W套架：B=38.202W塔身：F3=6.78W0F4=F5=F6=F7=6.632W0剪力 Q=E P=85.894W力矩 M=14.354M 22.2+38.202W)X 16.15+6.78W0X 11.25+6.632WX (8.75+6.25+3.75+1.25 ) =1144.536W塔高22.30m时塔顶：R = 14.918W套架：F2=39.705W塔身：R=6.888WR=6.78WR=P6=R=P8=6.632W剪力 Q=E P=94.816W力矩 M=14.918W 24.7+39.705W)X 18.65+6.888W)X 13.75+6.78WX11.25+6.632W0X (8.75+6.25+3.75+1.25 )= 1375.188W塔高24.80m时塔顶：R = 14.918W套架：B=39.705W塔身：P3=7.168W0R=6.888WP5=6.78W0
