塔机附着验算计算书.docx
塔机附着验算计算书一、塔机附着杆参数塔机型号QTZ80(TC6012)塔身桁架结构类型方钢管塔机计算高度H(m)120塔身宽度B(m)1.6起重臂长度li(m)60平衡臂长度l2(m)12.6起重臂与平衡臂截面计算高度h(m)1.06工作状态时扭矩标准值Tk1(包含风荷 载扭矩)(kNm)402工作状态下不平衡自重引起的倾覆力 矩标准值Mk(kN-m)1604.8非工作状态下不平衡自重引起的倾覆 力矩标准值Mk'(kN*m)367.1附着杆数四杆附着附墙杆类型I类附墙杆截面类型方钢管塔身锚固环边长C(m)1.6二、风荷载及附着参!附着次数N6附着点1到塔机的横向距离a1(m)2.5点1到塔机的竖向距离b1(m)6.2附着点2到塔机的横向距离a2(m)2.5点2到塔机的竖向距离b2(m)4.6附着点3到塔机的横向距离a3(m)1.9点3到塔机的竖向距离b3(m)3.9附着点4到塔机的横向距离a4(m)3.2点4到塔机的竖向距离b4(m)5.5工作状态基本风压®0(kN/m2)0.2非工作状态基本风压0'(kN/m2)0.4塔身前后片桁架的平均充实率a。0.35第N次附着附着点高度h1(m)附着点净高h01(m)风压等效高 度变化系数Jz工作状态风 荷载体型系 数四非工作状态风荷载体型系数瞄工作状态风振系数Pz非工作状态风振系数Pz'工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk非工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk'第1次附着24.2524.251.1021.951.951.5851.6280.3660.752第2次附着36.25121.2241.951.951.5871.6360.4070.84第3次附着42.25.951.2791.951.951.5851.6350.4250.877第4次附着57.2151.3941.951.951.5871.6360.4640.956第5次附着72.2151.491.951.951.5781.6320.4931.02第6次附着87.2151.5751.951.951.5731.630.5191.077悬臂端12032.81.7351.951.951.5661.6220.571.18附图如下:S)附墙正立面(W附墙*面塔机附着立面图三、工作状态下附墙杆内力计算1、扭矩组合标准值TkK回转惯性力及风荷载产出的扭矩标准值：Tk=Tki=4°2kNm2、附着支座反力计算LD4.8LNt-0，瑜k N/m 0，:KtklVMQW7 C.4L5kN,'mQ.4；Q.4t4kN/m0.4<0.493kN 而口4皿5L9剧加。,5 ISklVn0.57kN,'m山 4 J J 山山 LIL、巾丁由小山巾由应能忐能 购 芯2415D.12».-59J-5.15MX?_-15MX>.15MM).3.2SW_-了计算简图加富如农瓶一一°£-156.341-IjK.931剪力图得：RE=195.919kN在工作状态下，塔机起重臂位置的不确定性以及风向的随机性，在计算支座7 处锚固环截面内力时需考虑塔身承受双向的风荷载和倾覆力矩及扭矩。3、附墙杆内力计算支座7处锚固环的截面扭矩T（考虑塔机产生的扭矩由支座7处的附墙杆承担）,k水平内力 Nw=20.5RE=277.071kN。计算简图:c塔机附着示意图塔机附着平面图a1=arctan(b1/a1)=68.039°a2=arctan(b2/a2)=61.477°a3=arctan(b3/a3)=64.026°a4=arctan(b4/a4)=59.808°p1=arctan(b1-c/2)/(a1+c/2)=58.57°p2=arctan(b2+c/2)/(a2+c/2)=58.57°p3=arctan(b3+c/2)/(a3+c/2)=60.124°p4=arctan(b4-c/2)/(a4+c/2)=49.6°四杆附着属于一次超静定结构，用力法计算，切断T4杆并代以相应多余未知力 X=l。811xX1+A1 =0111 IpX1=1时，各杆件轴力计算：T11 xsin(a1 -p1)x(b1-c/2)/sinp1+T21 xsin(a2-p2)x(b2+c/2)/sinp2-T31 xsin(a3-p3)x(b3+c/2)/sinp J_ _L_L _L_L_L A _LA AAA 。_L。 。3- 1xsin(a4-P4)x(b4-c/2)/sinP4=0TXcosUXc-T 3xsina3xc-1xcosa4xc-1xsina4xcoT xcosaxc+Txsina?xc t xcosa?xc+1xsina4xco当Nw、Tk同时存在时，。由0360°循环，各杆件轴力计算：T xsin(a-0i)x(b-c/2)/sin0i +T xsin(a-)x(b+c/2)/sin,-T xsin(a-.)x(K+c/2)/sinB 1p xL/ L 2p 七2广2/、2r2 3p v 3 v 37 r3-Tk0T1pxcosa1xc-T3p xsina3xc-Nwxsin0xc/2+Nwxcos0xc/2-TkOT xcosaxc-T xsinaxc+T xcosaxc-N xsinOxc/2-N xcos0xc/2-T =0 2p 2 3p 3 3p 3 wwk811L(T12L/(EA)T112(a1/cosa1)/(EA)+T212(a2/cosa2)/(EA)+T312(a3/cosa3)/(EA)+12(a4/co sa4)/(EA)A -y(T xT T/(EA)-T xT (a /cosa )/(EA)+T xT (a /cosa )/(EA)+T xT (a /cosa ) 心 1 j_ 1 x 工 i)工 11 x 工 1 i a4 /cosUi ij+ 工 c 1 x 工 c i a”cosUc ij+ 工 c 1 x 工 c i a/cosa) 1p 1 p11 1p 1121 2p 2231 3p 33/(EA)X1 -A1p/811各杆轴力计算公式如下：T T vV _l T T T vV _lT T T vV _lT T V T TixXi+ t ， t TxAi + Tc， TTcixXi + T， nX.1111 1p 2211 2p 3311 3p 41(1)0由0360°循环，当Tk按图上方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力:最大轴压力 T1494.945kN，T2209.245kN，T3594.77kN，T4=0kN最大轴拉力 T10kN，T2781kN，T3141.923kN，T4364.272kN(2) 0由0360°循环，当Tk按图上反方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：最大轴压力 T10kN，T2781kN，T3141.924kN，T4364.272kN最大轴拉力 T1494.945kN，T2209.246kN，T3594.769kN，T4=0kN四、非工作状态下附墙杆内力计算此工况下塔机回转机构的制动器完全松开，起重臂能随风转动，故不计风荷载产生的扭转力矩。1、附着支座反力计算367. UN t-0.752kN/m 0.FSZkWm仇公,34S.aTVkN/mO.ffQ.SKkN如。序5«l.QZkN加L,0； 1.077LN/inl.C77kn/mL.LSkN/m241W.-.-5W015MJ&.-1WMS2BM了计算简图剪力图得：RE=126.532kN2、附墙杆内力计算支座7处锚固环的水平内力Nw=RE=126.532kN。根据工作状态方程组Tk=0, 0由0360°循环，求解各杆最大轴拉力和轴压力:最大轴压力 T1=94.208kN, T2=226.111kN, T3=168.216kN, T4=50.546kN最大轴拉力 T1=94.207kN, T2=226.111kN, T3=168.215kN, T4=50.546kN五、附墙杆强度验算附墙杆型钢型号220x220x12附墙杆截面面积A(mm2)9365.95附墙杆截面回转半径i(mm)83.2附墙杆强度设计值f(N/mm2)310附墙杆允许长细比囚1501、杆件轴心受拉强度验算o=N/A=781000/9365.95=83.387N/mm2Mf=310N/mm2满足要求！2、杆件轴心受压强度验算附墙杆1长细比：Ai=L0/i=(a12+b12)o.5/i=(25002+62002)o.5/83.2=80.349MA=150，查规范表得： %=0.685满足要求！附墙杆2长细比：A2=L0/i=(a22+b22)0.5/i=(25002+46002)0.5/83.2=62.926M殂=150，查规范表得： 92=0.792满足要求！附墙杆3长细比：A3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(19002+39 002)0.5/83.2=52.142M殂=150，查规范表得： 93=0.846满足要求！附墙杆4长细比：A4=L0/i=(a42+b42)0.5/i=(32002+55 002)0.5/83.2=76.48M殂=150，查规范表得：94=0.711满足要求！附墙杆1轴心受压稳定系数：N1/(91Af)=494945/(0.685x9365.95x310)=0.249<1满足要求！附墙杆2轴心受压稳定验算：N2/(92Af)=781000/(0.792x9365.95x310)=0.34<1满足要求！附墙杆3轴心受压稳定验算：N3/(93 Af)=594769/(0.846x9365.95x310)=0.242<1满足要求！附墙杆4轴心受压稳定验算：N4/S4Af)=364272/(0.711x9365.95x310)=0.176M1满足要求！六、附着杆与结构连接节点验算附着杆与建筑物连接方式铰接连接钢板厚度dt(mm)20连接钢板强度等级Q345建筑物混凝土强度等级C35连接板固定方式锚固螺栓连接板耳板排数2各附着点螺栓个数n4锚固螺栓类型摩擦型高强螺栓高强螺栓的性能等级8.8级摩擦面抗滑移系数u0.45高强螺栓公称直径M27一个高强螺栓的预拉力P(kN)230高强螺栓传力摩擦面数目nf11、高强螺栓承载力计算假设每个螺栓承受附着杆传来的拉力和剪力均相等，各附着点所受荷载如下:F1=N1sina1=494.945xsin68.039°=459.033kN,V1=N1cosa1=494.945xcos68.039°=185.09 4kN;F2=N2sina2=781xsin61.477°=686.206kN,V2=N2cosa2=781xcos61.477°=372.938kN;F3=N3sina3=594.769xsin64.026°=534.691kN,V3=N3cosa3=594.769xcos64.026°=260.49 1kN;F4=N4sina4=364.272xsin59.808°=314.858kN,V4=N4cosa4=364.272xcos59.808°=183.19 kN;单个高强螺栓抗剪承载力设计值Nvb=0.9knfuP=0.9x1x1x0.45x230=93.15kN单个高强螺栓受拉承载力设计值Ntb=0.8P=0.8x230=184kN附着杆1：NV= V1/n=185.094/4=46.273kNNt= F1/n=459.033/4=114.758kNNV/Nvb+Nt/Ntb=46.273/93.15+114.758/184=1.12>1 高强螺栓承载力满足要求。附着杆2：NV= V2/n=372.938/4=93.234kNNt= F2/n=686.206/4=171.551kNNV/Nvb+Nt/Ntb=93.234/93.15+171.551/184=1.933>1 高强螺栓承载力满足要求。附着杆3：NV= V3/n=260.491/4=65.123kNNt= F3/n=534.691/4=133.673kNNV/Nvb+Nt/Ntb=65.123/93.15+133.673/184=1.426>1 高强螺栓承载力满足要求。附着杆4：NV= V4/n=183.19/4=45.798kNNt= F4/n=314.858/4=78.714kNNV/Nvb+Nt/Ntb=45.798/93.15+78.714/184=0.919<1 高强螺栓承载力满足要求。2、吊耳板计算吊耳板厚t(mm)10吊耳板两侧边缘与吊孔边缘净距b(mm):80顺受力方向，吊孔边距板边缘最小距离a(mm):80吊孔直径d0(mm)33吊耳板抗拉强度设计值f(N/mm2)500吊耳板抗剪强度设计值fv(N/mm2)500连接板耳板排数2参考GB50017-2017，对连接耳板进行如下验算：NS=maxN1,N2,N3,N4/2=390.5kN(1) 耳板构造要求Be= 2t+16= 2x10+16=36mm<b=80mm满足要求！4Be/3= 4x36/3=48mm<a=80mm满足要求！(2) 耳板孔净截面处的抗拉强度验算计算宽度:b1= min(2t+16,b-d0/3)= min(2x10+16,80-33/3)=36mmo= Ns/(2tb1)= 390.5x103/(2x10x36)=542.361N/mm2>f=500N/mm2 耳板抗拉强度满足要求！(3) 耳板端部截面抗拉(劈开)强度验算g Ns/2t(a-2d0/3)= 390.5x103/2x10x(80-2x33/3)=336.638N/mm2<b=500N/mm2耳板端部截面抗拉强度满足要求！(4) 耳板抗剪强度验算耳板端部抗剪截面宽度：Z= (a+d0/2)2-(d0/2)20.5= (80+33/2)2-(33/2)20.5=95.079mmt= Ns/(2tZ)= 390.5x103/(2x10x95.079)=205.356N/mm2<fv=500N/mm2耳板抗剪强度满足要求！附图如下:吊耳酸1心塔机附着节点详图
