塔吊附着撑杆内力及强度稳定性计算书.doc

TC5013塔吊附着撑杆内力及强度稳定性计算书 由于建筑物的外形变化或施工现场等客观条件的限制，塔机的附着形式和设备使用说明书不一致，需要改变附着形式才可以附着，故而就必须要进行塔吊附着撑杆强度及稳定性计算。 目前实际工程中常见的塔机附着方式有两种：一种是三附着杆支撑形式，这种附着杆的内力计算属于静定结构计算，内容比较简单。另一种是四附着杆支撑形式，这种附着杆的内力计算属于一次超静定结构计算，内容比较繁琐。中联TC5013塔机附着杆属于四附着杆形式，现采用结构力学的力法计算各杆件内力，以满足使用要求。 支座力计算 塔机按照使用说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以该附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的弹性支承连续梁，支座反力计算简图如图1所示： 塔机附着支座反力计算的荷载、水平力和塔身端部弯矩，TC5013塔吊风荷载按0.2KN/m2，塔机最大端部弯矩M0=1339KNM,根据上述连续梁计算简图可以确定塔机附着支座反力，选择最大支座力P进行计算。如图2所示： 以Rb(P)为研究对象： Ra + qwac + qwc – Rb = 0 M0 + qwc×34 - qwac×2 - Ra×26 = 0 求得： Ra = 52.24KN Rb = 75.84KN 塔机附着杆内力计算 塔机四附着杆的计算属于一次超静定力计算，可采用结构力学的力法计算各杆件内力。如图3所示，中联TC5013塔机最大扭矩M=285KNM，最大支座反力P=75.84KN，P与水平方向夹角θ为变量角。 参考以下塔机附着的计算平衡公式： 2.1 第一种工况的计算: 塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合风荷载扭矩。 将上面的方程组求解，其中 θ从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大。 塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合。 杆1的最大轴向压力为: 344.02 kN； 杆2的最大轴向压力为: 0.00 kN； 杆3的最大轴向压力为: 58.44 kN；杆的最大轴向压力为: kN； 杆1的最大轴向拉力为: 0.00 kN； 杆2的最大轴向拉力为: 275.21 kN； 杆3的最大轴向拉力为: 164.95 kN；杆的最大轴向拉力为: kN； 2.2 第二种工况的计算: 塔机非工作状态，风向顺着着起重臂, 不考虑扭矩的影响。 将上面的方程组求解，其中 θ= 45， 135， 225， 315，Mw = 0，分别求得各附着最大的轴压和轴拉力。 杆1的最大轴向压力为: 105.37 kN； 杆2的最大轴向压力为: 21.22 kN； 杆3的最大轴向压力为: 111.69 kN；杆的最大轴向压力为: .75 kN； 杆1的最大轴向拉力为: 105.37 kN； 杆2的最大轴向拉力为: 21.22 kN； 杆3的最大轴向拉力为: 111.69 kN；杆的最大轴向拉力为: .75 kN； 附着杆强度验算 1． 杆件轴心受拉强度验算 验算公式: σ= N / An ≤f 其中 σ --- 为杆件的受拉应力； N --- 为杆件的最大轴向拉力,取 N =275.21 kN； An --- 为杆件的截面面积， 本工程选取的是 18a号槽钢； 查表可知 An =2569.00 mm2。 经计算， 杆件的最大受拉应力 σ=275.21/2569.00 =107.13N/mm2， 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力 215N/mm2, 满足要求。 2． 杆件轴心受压强度验算 验算公式: σ= N / φAn ≤f 其中 σ --- 为杆件的受压应力； N --- 为杆件的轴向压力， 杆1: 取N =344.02kN； 杆2: 取N =21.22kN； 杆3: 取N =111.69kN； An --- 为杆件的截面面积, 本工程选取的是 18a号槽钢； 查表可知 An =2569.00 mm2。 λ --- 杆件长细比，杆1:取λ=60， 杆2:取λ=78， 杆3:取λ=76 φ --- 为杆件的受压稳定系数， 是根据 λ查表计算得： 杆1: 取φ=0.81， 杆2: 取φ=0.70， 杆3: 取φ=0.71； 经计算， 杆件的最大受压应力 σ=165.94 N/mm2，最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力 215N/mm2， 满足要求。