QTZ630塔式起重机要点.docx

QTZ630塔式起重机要点.docx

《QTZ630塔式起重机要点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《QTZ630塔式起重机要点.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

QTZ630塔式起重机要点

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

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QTZ630塔机遍布全国各地，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，QTZ630塔机，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

目录

一、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（W0=0.40KN/㎡，0.50KN/㎡，0.60KN/㎡）作用下剪力Q和力矩M

6、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

二、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2m、3m、4m、5m、6m、8m、10m，α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40m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40m，塔机总重量为29808-844=28.964㎏

塔机的最大附着高度140m，塔机总重量为58648㎏

塔臂50m长时，平衡重为12T

塔臂40m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

28.964-12.176+12T=28.798㎏

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/㎡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。

表1

塔机各部件重量一览表

序号

部件名称

理论重量（㎏）

备注

1

平衡臂

1350

2

起重机构

2000

3

平衡臂拉杆

275

4

塔顶

1270

5

力矩限制器

6

司机重

330

7

小车牵引机构

324

8

起重臂拉杆

1225

9

起重臂

4076

10

起重小车

202

11

吊钩

55

12

起重量限制器

13

上支座

840

14

回转支承

400

15

下支座

1416

16

爬升架

2371

17

塔身

标准节Ⅱ761

标准节Ⅰ型661㎏

18

固定基础

基础节844

19

电气系统

20

回转机构

327×2

21

附着架

22

平衡重

12000

塔臂45m为11000

塔臂50m为12000

附塔机独立高度40m，总重量为40.964㎏，

最大附着高度140m，总重量为70.648㎏。

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）

W0取值

适用范围

6级强风

10.8~13.8

0.1190KN/㎡

0.12KN/㎡

塔机适用工作状态

9级强风

20.8~24.4

0.372KN/㎡

0.40KN/㎡

南京地区

10级强风

24.5~28.4

0.504KN/㎡

0.50KN/㎡

南通、苏州

11级强风

28.5~32.6

0.664KN/㎡

0.60KN/㎡

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40m，地面粗糙度为C类，则υ=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

高地高度

5m

10m

15m

20m

30m

40m

50m

60m

70m

80m

0.74

0.74

0.74

0.84

1.0

1.13

1.25

1.35

1.45

1.54

以上数字代入风振系数公式后列表4

高地高度

5m

10m

15m

20m

30m

40m

50m

60m

70m

80m

3.03

3.03

3.03

2.78

2.5

2.33

2.2

2.112

2.035

1.974

——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

表5

设计风压值W一览表

离地高度

15m以下

17.5m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

W15

W17.5

W20

W25

W30

W35

W40

W50

W60

W70

W80

W

塔帽及

套架

2.386W0

2.450W0

2.492W0

2.590W0

2.660W0

2.730W0

2.800W0

2.926W0

3.030W0

3.140W0

3.235W0

塔身

1.658W0

1.694W0

1.722W0

1.792W0

1.848W0

1.890W0

1.946W0

2.033W0

2.108W0

2.247W0

3、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。

塔顶高度为7.20m，塔顶底盘宽度为1.60m，受风面为7.20×1.60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

1塔高为7.30m时，图4所示

塔顶：

P1=W7.5×7.2×1.6×1/2

=2.386W0×7.2×1.6×1/2=13.743W0

套架：

P2=W7.5×7.30×2.1

=2.386W0×7.30×2.1=36.577

Q=P1+P2=50.32W0

M=P1×（+7.2）+P2×

=133.307W0+133.506W0=266.813W0

2塔高9.80m时,图5所示

塔顶：

P1=13.743W0

套架：

P2=36.577W0

塔身：

P3=W7.5×2.5×1.6=6.632W0

Q=P1+P2+P3=56.952W0

M=P1×（+7.3+2.5）+P2（+2.5）+P3×

=13.743W0×12.2＋36.577×6.15＋6.632W0×1.25

=400.903W0

3塔高12.30m时,图6所示

塔顶：

P1=13.743W0

套架：

P2=36.577W0

塔身：

P3=6.632W0

塔身：

P4=6.632W0

剪力Q=P1+P2+P3+P4

=13.743W0+36.577W0+6.632W0+6.632W0=63.584W0

力矩M=P1×（）+P2×（）+P3×（）+P4×

=551.573W0

4塔高14.80m时

塔顶：

P1=13.743W0

套架：

P2=36.577W0

塔身：

P3=P4=P5=6.632W0

剪力Q=P1+P2+P3+P4+P4=70.216W0

力矩M=13.743W0×17.2+36.577W0×11.15+6.632W0×（6.25+3.75+1.25）

=718.823W0

5塔高17.30m时

塔顶：

P1=14.112W0

套架：

P2=37.559W0

塔身：

P3=P4=P5=P6=6.632W0

剪力Q=∑P=78.199W0

力矩M=14.112W0×19.7+37.559W0×13.65+6.632W0×（8.75+6.25+3.75+1.25）

=923.327W0

6塔高19.80m时

塔顶：

P1=14.354W0

套架：

P2=38.202W0

塔身：

P3=6.78W0

P4=P5=P6=P7=6.632W0

剪力Q=∑P=85.894W0

力矩M=14.354W0×22.2+38.202W0×16.15+6.78W0×11.25

+6.632W0×（8.75+6.25+3.75+1.25）=1144.536W0

7塔高22.30m时

塔顶：

P1=14.918W0

套架：

P2=39.705W0

塔身：

P3=6.888W0

P4=6.78W0

P5=P6=P7=P8=6.632W0

剪力Q=∑P=94.816W0

力矩M=14.918W0×24.7+39.705W0×18.65+6.888W0×13.75+

6.78W0×11.25+6.632W0×（8.75+6.25+3.75+1.25）

=1375.188W0

8塔高24.80m时

塔顶：

P1=14.918W0

套架：

P2=39.705W0

塔身：

P3=7.168W0

P4=6.888W0

P5=6.78W0

P6=P7=P8=P9=6.632W0

剪力Q=∑P=101.987W0

力矩M=14.918W0×27.2+39.705W0×21.15+7.618W0×16.25+

6.888W0×13.75+6.784W0×13.75+6.632W0×（8.75+

6.25+3.75+1.25）=1744.935W0

9塔高27.30m时

塔顶：

P1=15.322W0

套架：

P2=40.778W0

塔身：

P3=7.168W0

P4=7.168W0

P5=7.168W0

P6=7.168W0

P7=P8=P9=P10=6.632W0

剪力Q=∑P=110.32W0

力矩M=15.322W0×29.70+40.778W0×23.65+7.168W0×18.75

+7.168W0×16.25+6.888W0×13.75+6.78W0×11.25+

6.632W0×（8.75+6.25+3.75+1.25）=2055.414W0

10塔高29.80m时

塔顶：

P1=15.725W0

套架：

P2=40.778W0

塔身：

P3=7.38W0

P4=7.168W0

P5=7.168W0

P6=7.168W0

P7=7.168W0

P8=P9=P10=P11=6.632W0

剪力Q=∑P=63.584W0

力矩M=15.322W0×29.70+40.778W0×23.65+7.168W0×18.75

+7.168W0×16.25+6.888W0×13.75+6.78W0×11.25+

6.632W0×（8.75+6.25+3.75+1.25）=2365.466W0

11塔高32.30m时

塔顶：

P1=13.743W0

套架：

P2=36.577W0

塔身：

P3=6.632W0

塔身：

P4=6.632W0

剪力Q=P1+P2+P3+P4=13.743W0+36.577W0+6.632W0+6.632W0

=63.584W0

力矩M=P1×（）+P2×（）+P3×（）+P4×

12塔高34.80m时

剪力Q=∑P=134.831W0

力矩M=3072.267W0

13塔高37.30m时

剪力Q=∑P=134.831W0

力矩M=3072.267W0

14塔高39.80m时

剪力Q=∑P=143.464W0

力矩M=3472.817W0

15塔高升至69.80m时，塔高33m处第一道附着架的承受最大横向荷载，见图7荷载图。

附着架处最大剪力Q附墙处=∑P=P1+P2+……P14=142.24W0

附着架处最大力矩M=P1×（73.2-33）+P2×（66.15-33）+P3×（61.75-33）+P4×（58.75-33）+P5×（56.25-33）+P6×（53.75-33）+P7×（51.25-33）+P8×（48.75-33）+P9×（46.25-33）+P10×（43.75-33）+P11×（41.25-33）+P12×（38.75-33）+P13×（36.55-33）+P14×（33.75-33）=3609.046W0

以上计算列于表6

4、塔机力矩计算

（1）顶升平衡时荷载

塔机顶升时（50m臂长）小车停在13m处，起吊小车挂上一节标准节，爬升架与下支座连接好，脱开下支座与塔身的连接螺栓，此时开动液压泵顶升横梁，横梁与爬升架一起被顶升，到一定高度后，挡入一个标准节进行安装。

安装完成后，固定好标准节放松油泵，完成一个标准节的顶升。

顶升时整个塔机以横梁为支点处于平衡状态。

即塔机前臂和后臂对支点力矩相等。

横梁与横梁间距为2030，见图8。

支点距塔身中心线为1.015m。

（2）平平衡力矩计算

当放松油泵荷载由支点向塔身中心转移，荷载对塔中心形成不平衡力矩M自重，见图9。

当塔钩卸下悬挂的标准节，双形成一个力矩

不平衡力矩

该不平衡力矩在工作状态下是有利的状态，荷载系数r取1.2

（3）荷载产生最大力矩

最大起重量为6m，力臂为13.72m

标准力矩

荷载系数取1.4

计算力矩

荷载力矩与自重不平衡力矩是相反方向的，所以扣除塔机自重不平衡力矩后，荷载产生的做力矩

5、非工作状态下，风载（W0=0.40KN/㎡，0.50KN/㎡，0.60KN/㎡）作用下，剪力Q和力矩M

非工作状态下，塔臂与风载呈现平等状态，交角为O，剪力Q和力矩M计算见表7

竖向力N=上部结构自重+塔身自重：

=[28.798+0.781/2.5×H]×1.2

表7