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
塔吊高度:110.00(m) 附着塔吊边长:1.60(m) 附着塔吊最大倾覆力距:1500.00(kN/m)
附着框宽度:1.80(m) 回转扭矩:50.00(kN/m) 风荷载设计值:0.58(kN/m)
附着杆选用:[16b槽钢 附着节点数:5 各层附着高度分别:23.0,39.8,56.6,73.4,90.0(m) 附着点1到塔吊的竖向距离:3.20(m) 附着点1到塔吊的横向距离:3.00(m)
附着点1到中性线的距离:3.80(m)
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:
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 W0── 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:W0=
0.45kN/m2;
uz── 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:
uz=2.380;
us── 风荷载体型系数:Us=2.400;
z
── 风振系数,依据《建筑结构荷载规范》结构在Z高度处的
风振系数按公式7.4.2条规定计算得βz=0.70 风荷载的水平作用力
Nw=Wk×B×Ks
其中 Wk── 风荷载水平压力,Wk=1.799kN/m2 B── 塔吊作用宽度,B=1.60m
Ks── 迎风面积折减系数,Ks=0.20 经计算得到风荷载的水平作用力 q=0.58kN/m 风荷载实际取值 q=0.58kN/m 塔吊的最大倾覆力矩 M=1500kN.m
q 23.0m 16.8m 16.8m
M 16.8m 16.6m 20.0m
计算结果: Nw=144.859kN
三. 附着杆内力计算
塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力:
计算简图:
方法的基本方程:
计算过程如下:
其中:
1p
为静定结构的位移;
Ti0为F=1时各杆件的轴向力;
Ti为在外力M和P作用下时各杆件的轴向力; li为为各杆件的长度。
考虑到各杆件的材料截面相同,在计算中将弹性模量与截面面积的积EA约去,可以得到:
各杆件的轴向力为:
以上的计算过程将从0-360度循环,解得每杆件的最大轴压力,最大轴拉力:
杆1的最大轴向拉力为:64.45kN; 杆2的最大轴向拉力为:130.62kN; 杆3的最大轴向拉力为:130.62kN; 杆4的最大轴向拉力为:64.45kN; 杆1的最大轴向压力为:64.45kN; 杆2的最大轴向压力为:130.62kN; 杆3的最大轴向压力为:130.62kN; 杆4的最大轴向压力为: 64.45kN。 四. 附着杆强度验算
1.杆件轴心受拉强度验算 验算公式:
=N/An≤f
其中 N──为杆件的最大轴向拉力,取N=130.62kN; ──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[16b槽钢,查表可知 An=2515.00mm2;
经计算,杆件的最大受拉应力 =130.62×1000/2515.00=51.94N/mm2。 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力216N/mm2,满足要求!
2.杆件轴心受压强度验算 验算公式:
=N/An≤f
其中 ──为杆件的受压应力;
N──为杆件的轴向压力,杆1:取N=64.45kN;杆2:取N=130.62kN;杆3:取N=130.62kN;杆4:取N=64.45kN; An──为杆件的的截面面积,本工程选取的是[16b槽钢,查表可知 An=2515.00mm2;
──为杆件的受压稳定系数,是根据 查表计算得,
杆1:取 =0.588,杆2:取=0.745,杆3:取=0.745 ,杆4:取 =0.588;
──杆件长细比,杆1:取 =95.589,杆2:取=71.907,杆3:取=71.907,杆4:取=95.589。
经计算,杆件的最大受压应力 =69.74N/mm2。
最大压应力不大于拉杆的允许压应力216N/mm2,满足要求!
五. 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=130.620kN; lw为附着杆的周长,取563.00mm; t为焊缝厚度,t=8.50mm;
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 = 130620.34/(563.00×8.50) = 27.30N/mm2。 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!
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