塔式起重機附著桿內力的計算

塔式起重機附著桿內力的計算在工程建筑施工中，附著式塔式起重機是最常見的垂直運輸機械，當塔身接高到使用說明的獨立高度后，須使用附著框架、附著支座和附著桿將塔身與建筑物相連接，以減少塔身的自由高度，減少塔身內力，提高起重能力，保持塔機的穩(wěn)定性。隨著建筑物高度的不斷增加，附著的數量也在增加。塔式起重機安裝位置至建筑物距離超過使用說明的規(guī)定，需要增長附著桿或附著桿與建筑物相連的兩支座間距改變時，需要計算附著桿的內力并對附著桿進行設計。塔機載荷主要包括塔機自重、水平風荷載、塔機工作時產生的動力荷載。塔吊基礎承受豎向力、水平風荷載和彎矩；水平附著桿承受水平風荷載、彎矩和工作時產生的扭矩。附著桿的最大值，以塔吊工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)兩種不同的工況分別進行計算。附著裝置一般由附著框架、附著支座和附著桿組成，附著桿與預埋在主體結構中的附著支座（預埋件）連接。整個附著裝置限制了塔身在其截面平面（即水平面）內的線位移和扭轉，但不阻止塔身縱軸方向的線位移和彎曲。塔吊塔身的荷載傳力路徑為：塔身---附著框---附著桿---主體結構。附著于建筑物的塔身按一個帶懸臂的剛性支撐的連續(xù)梁計算支承反力，該力即為附著反力Ri。下圖一是設置三道附著桿的塔身計算簡圖。M為塔機自身不平衡力矩（一般由塔機不工作時配重所產生的力矩大于起重臂自重所產生的力矩引起）與吊重引起的力矩之差，q1、q2為風荷載，附著裝置簡化為同一個平面內的多個鉸支座，塔吊在載荷作用下成為一個超靜定結構。根據《塔式起重機設計規(guī)范》GB/T13752-92，塔身上部第一附著點（塔身懸臂支撐端）的支撐反力最大，應以該道附著桿的負荷作為設計或校核附著桿截面的依據。求出附著反力R后，再疊加上回轉扭矩Mn(為安全起見，假定塔吊回轉扭矩由塔身上部第一附著點全部承擔)，就可以求出附著桿的內力大小。下面分別就塔機常用的三附著桿和四附著桿兩種附著型式，對附著桿內力進行計算。一.三附著桿各桿內力計算1.第一種工況（工作狀態(tài)）塔機滿載工作，風向垂直于起重臂，塔身上部第一附著點扭矩Mn包括回轉機構產生的扭矩和風荷載扭矩，計算簡圖見下圖二。由∑M（C）=0Rasinθ+Rbcosθ+Mn–2asinα=0∑M（A）=0Mn–Rsinθ+Rhcosθ+Lsinγ=0∑Y=0Rsinθ-sinα-sinβ-sinγ=0解得===風荷載的方向是隨風向變化的，塔機可以在工作工況下作3600回轉，在00≤θ≤1800時，令、、對θ一階導數為零，可求得各桿的極值，極值是正值的為最大拉力，極值是負值的為最大壓力。，得θ=arctg極值=，得θ=arctg極值=，得θ=arctg極值=鑰從圖二看出，拍以上附著桿極棍值是便θ泊（鏡0局0詞≤θ更≤棟180托0樸）陰為逆時針方向卸轉動推導的，山θ籠為順時針方向流轉動（見圖三心）推導的各附似著桿內力如下蜂：===燒同樣，令地、插F垮2母、屯F擋3乘對厚θ壺（手0當0性≤θ應≤浙180躬0璃）偉一階導數為零謎，可求得各桿倚的極值躲如下：墊，麻得絞θ非=arctg學極韻值掀=護，流得頂θ貴=arctg極值=淡，濱得波θ伯=arctg連極功值完=只2霜.惑第二遠種工況明（他非工作狀態(tài)）觀塔機非工作狀刻態(tài)，起重臂隨令風轉動，風向可從平衡臂吹向津起重臂，無岡扭矩芳，即令Mn戒=緊0牙。但此時風荷洗載（風荷載按樣暴風突襲考慮從）輩q省1蘋、墻q漠2垮遠提比繡工作狀態(tài)（風夢力不超過六級攻）時大。將倍Mn妄=佳0夜代入以上各桿沃極值公式可求牌得附著桿看最大白拉賭力紀和腥最大妻壓銹力畫（斜極值是正值的約為富最大異拉義力認，極值是負值完的為縮最大蓬壓據力裁）罩。河二．四附著桿肉各桿內力計算逐1谷.竿第一種工況夢（工作狀態(tài)）解允塔機岔四候附著桿的計算屢屬于一次超靜盈定問題，可采松用結構力學的川力法計算各桿答內力。忍截斷閘始1松號附著桿羅，代之以多余龍未知力抵F驗1表（一對軸力）的。瓦力法的基本方債程為昨：補托+屋＝羞0析，全諷鈴式中謠為隱＝１時各桿書的軸向力，盒為在外豬力善M袍n睬和更P蝶作用下時各桿撫的軸向力，靜為各桿猛的長度。得憐＝蜂，各桿玉的軸向力為怪：級閘＝宵＝啊+戀＝列+測＝典+前、竟求解如下：涌（匯1孔）將圖圈四發(fā)中塵的柿1趟號附著桿斷開閘，蘭得到在外垂力策M楚n扔和震P揉作用下其它桿止的內力燃。運里由輛∑即M糾（勢E拿）威=鼓0久F全4丈sin玻a跨-懼F纖4虹cos炕X+M稀n-捎Pco慈s由θ糾（茶X-凱b鐘-B/嗽2鐵）枕=0激∑嗓M陪（腳B矩）冬=息0憤F購2演sin激2穿a翅-澆Pco嘗s貓θ漁（借b栗+B/泛2奴）侄-睡Psi歇n鍛θ撞a爛-M舊n釋=0備∑警M好（階A相）組=標0霞F置4綠sin揀2逝a庸+用F翼3擴sin役2陡a房+M帆n-綢Psi的n茄θ罷a雖+酬Pco仆s奧θ低（歇b慣+B/未2季）監(jiān)=0解得欲（矩2浩）在背＝睡1碑作用下其它桿差的內力酷。將瓣由贏∑梁M晶（樓E鼠）躲=0晝sin要a寨-堆cos啞X布-糟sin圓a+迫cos玉X=0漲∑店M掠（廉B材）男=0霜sin畫2爐a棄+泊sin乘2嶺a言=0穴∑浙M率（度A惜）壁=0誓sin腹2伍a譜+狠sin個2圓a構=0植解得各桿攏的內力罩：沉許＝跟1蜂＝惹=-老sin浩/劍sin揮（陶3西）計杜算叛匹、拋＝否（限1衛(wèi)2疊+就+裁+

公=薯+割+蛙+塊）嬌/蛋（陵E位A靠）斷＝叼（鼠+廉+潮）猛/菠（領E月A耐）瘡附著桿的銳軸力是矛θ永（同三附著桿斃一樣，螞θ更還應考慮為順謀時針方向轉動冠的騰情況）榆的函數，令斧各桿購內力漢對道θ鍋一階導數為零悶，可求得各桿鼓的極值（棄正值的為陡最大新拉打力我，暫負值的為盯最大就壓下力近）嘴。姨2任.盈第二侵種工況駕（說非工作狀態(tài)）文同三附著桿一擇樣，揚塔機非工作狀傅態(tài)，無沙扭矩氧，即鼓Mn岸=概0慚。將適Mn返=唱0貞代入以上式并疼求導，婆令績