塔吊附着计算

塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。

一. 参数信息

塔吊型号:红旗II-16 非工作状态下塔身弯矩:M=-200.0kN.m 塔身宽度:B=2.50m 最大扭矩:0kN.m 附着节点数:3 附着杆选用：10号工字钢 附着点1到塔吊的横向距离:a1=3.00m 塔吊最大起重力矩:M=160.0kN.m 塔吊计算高度:H=28.3m 附着框宽度:3.0m 风荷载设计值:1.65kN/m2 各层附着高度分别(m):10,15,20 附着点1到塔吊的竖向距离:b1=3.00m 附着点1到附着点2的距离:a2=9.00m 二. 支座力计算

塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道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刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:

qM 10.0m 5.0m 5.0m 8.3m

1. 风荷载计算

1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)

Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2 qsk=1.2×0.34×0.35×2.5=0.35kN/m

2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.30kN/m2) Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.30=0.50kN/m2 qsk=1.2×0.50×0.35×2.50=0.53kN/m

2. 塔机的倾覆力矩

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-200+160=-40.00kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-200.00kN.m

3. 力Nw计算

工作状态下: Nw=10.370kN 非工作状态下: Nw=59.766kN

三. 附着杆内力计算

计算简图:

计算单元的平衡方程为:

其中:

四. 第一种工况的计算

塔机工作状态下，Nw=10.37kN, 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和风荷载扭矩。

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，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力：

杆1的最大轴向压力为：10.37 kN 杆2的最大轴向压力为：0.00 kN 杆3的最大轴向压力为：10.37 kN 杆1的最大轴向拉力为：10.37 kN 杆2的最大轴向拉力为：0 kN 杆3的最大轴向拉力为：10.37 kN

五. 第二种工况的计算

塔机非工作状态，Nw=59.77kN, 风向顺着起重臂，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力和轴拉力。 杆1的最大轴向压力为：59.77 kN 杆2的最大轴向压力为：0.00 kN 杆3的最大轴向压力为：59.77 kN 杆1的最大轴向拉力为：59.77 kN 杆2的最大轴向拉力为：0 kN 杆3的最大轴向拉力为：59.77 kN

六. 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 N──为杆件的最大轴向拉力,取N=59.77kN； σ──为杆件的受拉应力；

An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是10号工字钢,查表可知 An=1430.00mm2； 经计算，杆件的最大受拉应力σ=59.77×1000/1430.00=41.80N/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=59.77kN；杆2:取N=0.00kN；杆3:取N=59.77kN； An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是10号工字钢,查表可知 An=1430.00mm2； φ──为杆件的受压稳定系数,是根据λ查表计算得: 杆1:取φ =0.543,杆2:取φ=0.271 ,杆3:取φ =0.543；

λ──杆件长细比,杆1:取λ =102.479,杆2:取λ=162.034,杆3:取λ=102.479。 经计算，杆件的最大受压应力σ=77.03N/mm2。

最大压应力不大于拉杆的允许压应力215N/mm2,满足要求!

七. 焊缝强度计算

附着杆如果采用焊接方式加长，对接焊缝强度计算公式如下:

其中 N为附着杆的最大拉力或压力，N=59.770kN； lw为附着杆的周长，取440.38mm；

t为焊缝厚度，t=4.50mm；

ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取 185 N/mm2； 经过焊缝强度σ = 59770.00/(440.38×4.50) = 30.16N/mm2。 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!