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1、起重机械与吊装起重机械与吊装湖南城建职业技术学院湖南城建职业技术学院陈树文陈树文第十二章第十二章 桅杆式起重机桅杆式起重机1优学课堂第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质 桅杆式起重机种类及特点在本书第二章中已有简述，本章着重讨论金属格构式桅杆起重机的结构及其他类型桅杆式起重机。2优学课堂一、桅杆分类及其特点 桅杆式起重机是设备和结构吊装的主要起重机械，在国内外使用都很普遍，特别是用在扩建、改建工程或场地狭窄的设备吊装中，是运行式起重机所不能比拟的。目前没有统一的设计规范和定型产品，都是由各施工单位自行设计、制造，自己使用。桅杆的种类很多，但一般分类如下。 1按桅杆材料分:
2、有木制桅杆和金属桅杆。 2按桅杆断面分:有方形、圆形、三角形的桅杆及其他一些截面形式桅杆。 3按桅杆腹面形式分:有实腹式桅杆和格构式桅杆。 4按桅杆结构形式分:有独脚桅杆(可以单桅杆、双杆或多杆使用)、动臂桅杆(包括悬挂吊杆、地灵和腰灵)、人字桅杆(或A字桅杆)、龙门桅杆。 桅杆构造简单，维护方便，能吊装高、大、重的结构和设备，占地面积小，操作简单，但竖立和移动不便，特别是有构筑物障碍的情况下，竖立更为困难。 桅杆属于工程机械，在工程机械标准汇编一书里，给桅杆规定了代号，即桅杆起重机QH，Q表示起重机，H表示桅杆，桅杆的主要参数是最大起重量，单位为tf。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆
3、起重机的种类和性质3优学课堂二、桅杆的起重性能二、桅杆的起重性能 (一一)实腹式桅杆实腹式桅杆 最大起重量Q300kN，由于其起重性能不能满足大件设备安装的吊装就位，故在以后的章节中就不叙述了。 (二)格构式桅杆 格构式桅杆是由许多根角钢焊接而成，对于单桅杆来讲，其起重量最高可达10000kN。 1格构式单桅杆(见图l21) 起重量501400kN的格构式桅杆，自身高度大于30m，其工作性能见表l21。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质4优学课堂二、桅杆的起重性能二、桅杆的起重性能 (二)格构式桅杆 2格构式回转桅杆(见图l22) 起重量100400kN的格构式回转桅杆
4、工作性能见表l22。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质5优学课堂二、桅杆的起重性能二、桅杆的起重性能 (二)格构式桅杆 3格构式人字桅杆 起重量300kN 30m格构式人字桅杆结构如图123所示。4组合桅杆 采用双桅杆、多桅杆、门式桅杆吊装。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质6优学课堂第二节第二节 格构式桅杆的结构格构式桅杆的结构7优学课堂一、桅杆的头部结构一、桅杆的头部结构 桅弃的头部结构有各种不同的形式，但归纳起来不外乎定头拉盘和回转拉盘两种结构，定头拉盘用于大起重量桅杆，回转拉盘于用中、小起重量的桅杆。 拉盘是系挂缆风绳(拖拉绳)的，缆风绳
5、根数不得少于5根，也不得多于12根，一般是8根。 定头拉盘。就是拉盘与起重机成为一体的(见图l24)。 第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质8优学课堂一、桅杆的头部结构一、桅杆的头部结构 回转拉盘。拉盘与起重机通过轴承来连接，其构造如图125图l28所示。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质9优学课堂一、桅杆的头部结构一、桅杆的头部结构 回转拉盘。拉盘与起重机通过轴承来连接，其构造如图125图l28所示。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质10优学课堂二、桅杆的底部结构 桅杆的底部结构有无铰轴底座、有铰轴底座以及球铰等。无铰轴底
6、座(见图l29)结构简单，直立使用较好，倾斜使用或用旋转法竖立时局部承压太大。有铰轴底座(见图1210)虽然倾斜使用和旋转竖立方便，但侧向摆动受限制。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质11优学课堂二、桅杆的底部结构 球铰不受方向限制且能转动，但竖立时要采取措施，否则球铰不易对中(见图l211)。回转悬臂桅杆式起重机底座结构如图l212所示。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质12优学课堂三、格构式桅杆腹杆形式 有水平杆和无水平杆，有水平杆又有很多形式(见图l213)，目前多采用图1213(b)、(c)所示两种形式。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性
7、质桅杆起重机的种类和性质13优学课堂四、桅杆节段连接方式 桅杆中部可分成长度相等和不等的几节，分节的数目应便于制造和运输，便于拼装成长度不等的桅杆满足不同高度的吊装需要，桅杆中部通常为正方形截面，底部、头部通常做成截面为正四棱锥体(一头截面大，一头截面小)，节间连接方式分插入式和法兰式(见图1214)，每节两端栓孔完全一致(孔的大小、数量、间距完全一致，一般用特制的套模进行钻孔)，便于现场拼装。第一节第一节 桅杆起重机的种类和性质桅杆起重机的种类和性质14优学课堂第三节第三节 杆件计算杆件计算15优学课堂 杆件的金属结构都由单独的基本杆件(元件)，按照一定的结构图式用铆接或焊接的方式组装成整体
8、结构，用来承受外载荷的。如此，金属结构设计必须满足强度、刚度和稳定性要求。 整体金属结构都是由单个杆件组成的，而这些杆件按其受力性质可分为以下几种类型：轴向受力杆件轴向受力杆件(包括受压一弯和受拉一弯的杆件包括受压一弯和受拉一弯的杆件)、横向受弯杆件、横向受弯杆件等。 结构设计时按不同类型的杆件分别进行计算，然后再设计杆件之间的连接，根据要求还对整体结构验算强度或稳定性。第三节第三节 杆件计算杆件计算16优学课堂一、实腹式杆件的计算 (一)轴向受压杆件计算 1强度计算第三节第三节 杆件计算杆件计算2刚度计算17优学课堂一、实腹式杆件的计算 (一)轴向受压杆件计算 3稳定性计算第三节第三节 杆件
9、计算杆件计算18优学课堂一、实腹式杆件的计算 (二)偏心受压杆件计算 1强度计算第三节第三节 杆件计算杆件计算2稳定性计算 偏心压杆稳定性计算公式有两种，一种是理论式，另一种是经验式(即雅辛斯基公式)，下面只介绍经验式，即 19优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (一)中心受压组合杆件计算 1强度计算第三节第三节 杆件计算杆件计算2刚度计算3稳定性计算20优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算1强度计算第三节第三节 杆件计算杆件计算2稳定性计算21优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算3偏心受压组合杆件的稳定系数的确定 (1)组合杆件折算长细比的确定组
10、合杆件折算长细比公式见表126。第三节第三节 杆件计算杆件计算22优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算3偏心受压组合杆件的稳定系数的确定 (2)长细比A的确定长细比A的公式为 (3)长度换算系数2的确定可由表l27选用。 (4)整个杆件的最小回转半径的确定最小回转半径为第三节第三节 杆件计算杆件计算23优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算3偏心受压组合杆件的稳定系数的确定 (5)惯性矩J1和J2的确定惯性矩为 第三节第三节 杆件计算杆件计算24优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算4所有杆件毛截面对x-x轴或YY轴的抗弯截面
11、模量wm的确定第三节第三节 杆件计算杆件计算25优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算5组合杆件的连接的计算 桅杆中所用到的连接件，通常是连缀杆，在这里只就连缀杆进行校核计算(见图l215)。 中国现行的结构规范，计算格构式杆件的连缀件，选取以下等效剪力值，其值沿杆件的全长不变。 Q235 Qjd=200Fm。 Q345(16Mn) Qjd=400Fm。 第三节第三节 杆件计算杆件计算26优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算5组合杆件的连接的计算 (1)连缀杆的内力计算横缀杆与斜缀杆通常采用相同的截面形状，但横缀杆的内力和长度一般均比斜缀杆的要小，
12、因此对横缀杆可不做验算，下面只求图l215中斜缀杆的内力，即 式中Qj=作用于组合件截面上的总剪力，取等效剪力和实际剪力中的较大者； A=斜缀杆与横缀杆的夹角，通常取a=3555。第三节第三节 杆件计算杆件计算27优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算5组合杆件的连接的计算(2)斜缀杆的验算 验算公式如下。强度 刚度 稳定性 第三节第三节 杆件计算杆件计算28优学课堂二、格构式组合杆件的计算 (二)偏心受压组合杆件计算 6组合杆的横隔板设置 组合杆件的横隔板格构柱除具有连缀外，与组合实腹杆件一样，在各柱肢问还常用隔板相连(见图l216)，以增强柱的整体刚度和抗扭能力，并保持柱横截面形状不变，横隔板不需计算，隔板间距由构造和运输要求决定，一般除了在柱受较大横向力处必须设置外，沿杆长每隔34m设置横隔板，并且每一单元中，至少设置2个。第三节第三节 杆件计算杆件计算29优学课堂30优学课堂
