塔吊模型
塔式起重机的静力学分析
塔式起重机结构的静力学分析摘要：强度和振动特性是设计塔式起重机的金属结构的重要指标。
文章从有限元的基础理论出发,利用ANSYS软件,对塔式起重机进行静力学分析,获得了其应力应变结果,比较了三种典型的工况,指出了极限吊重情况下静态极限强度的位置,并分析了塔式起重机的振动频率和振型,为研究塔式起重机的其他动力响应提供了依据。
关键词：塔式起重机静力学分析有限元 ANSYS引言：塔式起重机（tower crane）简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。
动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。
作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。
由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。
当起重臂架绕塔式起重机的回转部分作360°回转、吊重载荷沿起重臂架运行并升降时以及由于驱动控制系统电机抖动等原因，都会使塔式起重机引起振动。
在此情况下，吊重荷载等动荷载对塔式起重机结构所引起的内力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大，有时甚至大得多。
由于塔式起重机结构及构件承受的动荷载一般都很大，而且加载次数较为频繁，更容易产生疲劳破坏。
作为大型设备,塔机的工作特点是根据建筑需要将物品在很大空间内升降和搬运,属于危险作业。
目前,在建筑施工中,由塔机引起的人员伤亡和设备事故屡禁不止,重大事故发生率居高不下。
塔机的强度和振动频率是影响塔机寿命和稳定性的重要因素，因此对塔式起重机进行静力学和振动的研究是十分要必要的。
本文利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对塔式起重机ＱＴＺ630进行建模，分析了三种加载在塔式起重机上的典型的工况，得出了塔式起重机在三种工况下的静力学应力和应变云图，找出塔式起重机各个工况下的危险位置，为其塔机的改进提供参考。
提取出塔机的前５阶振动模态，为其他动力学响应提供研究依据。
1.塔式起重机的结构及性能参数1.1塔式起重机的结构塔式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分组成。
机械部分主要是指起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构、行走机构、架设机构等等，这些机构根据工作需要或有或无，但起升机构是必不可少的。
各类塔吊型号及主要参数表
各类塔吊型号及主要参数表在建筑施工领域，塔吊是不可或缺的重要设备，它能够高效地完成重物的吊运工作，大大提高了施工效率。
不同的施工项目和工况，需要选用不同型号的塔吊，而了解塔吊的型号及主要参数对于正确选型和安全使用至关重要。
常见的塔吊型号众多，以下为您介绍几种较为常见的：QTZ40 型塔吊，起重力矩为 400kN·m，最大起重量为 4 吨，最大工作幅度为 42-47 米。
这种型号的塔吊适用于中低层建筑施工，具有结构简单、操作方便、维护成本低等优点。
QTZ63 型塔吊，起重力矩达到 630kN·m，最大起重量为 6 吨，工作幅度在 38-55 米之间。
它在中小规模的建筑工程中应用广泛，性能稳定，能够满足多数常规施工的吊运需求。
QTZ80 型塔吊，起重力矩一般为 800kN·m，最大起重量 8 吨，工作幅度在 50-56 米左右。
此型号的塔吊在高层建筑施工中表现出色，具有较高的起重能力和工作效率。
QTZ125 型塔吊，起重力矩可达 1250kN·m，最大起重量 10 吨，工作幅度能达到 55-60 米。
它适用于大型建筑项目，尤其是对起重能力和工作幅度要求较高的工程。
除了以上常见的型号，还有一些特殊用途的塔吊，比如动臂式塔吊。
动臂式塔吊的起重臂可以俯仰变化，适应不同的施工条件。
例如，LH800-63 型动臂塔吊，最大起重量可达 63 吨，工作幅度在 30-55 米之间。
塔吊的主要参数除了起重力矩、最大起重量和工作幅度外，还有以下几个重要方面：起升高度也是一个关键参数。
它指的是塔吊吊钩能够上升到的最大垂直高度。
不同型号的塔吊起升高度有所不同，一般从几十米到上百米不等。
例如，某些高层专用的塔吊起升高度可以超过 200 米。
塔身高度是指塔吊塔身从基础顶面到起重臂根部铰点的垂直距离。
塔身高度的选择需要根据施工建筑物的高度和现场条件来确定。
起升速度决定了塔吊吊运重物的快慢。
塔机1、塔式起重机的构造(主要结构)
塔式起重机的构造（主要机构）一、主要机构1、基础承台基础承台塔机承台一般存有三种形式⑴、板式和十字形基础：A、它们主要要进行基础地基承载力验算：B、地基稳定性验算（基础边离基坑边＞2.0m；基础底离基坑底≮1.0m；f ak≥130KN/m2C、地基变形计算（基础附近有堆载、地基持力层下有软土层）D、和基础配筋计算。
⑵、桩基承台式混凝土管桩、灌注桩基础：它们主要要进行桩端承载力验算、桩身承载力验算、桩抗拔力验算和基础承台抗弯、抗剪、抗冲切计算及配筋计算。
⑶、组合式格构钢柱基础：除上述桩基础验算外还要进行单根钢柱（按轴心受压构件）和整体格构钢柱（按压弯构件）验算塔式起重机的基础应按照其安装使用说明书所规定的要求进行设计和施工。
施工（总承包）单位应根据地质勘察报告确认施工现场的地基承载能力。
当施工现场无法满足塔式起重机安装使用说明书对基础的要求时，可自行设计基础，常用的基础型式包括：⑴、板式和十字形基础；⑵、桩基承台式(混凝土管桩、灌注桩)混凝土基础；⑶、组合式基础。
㈠、板式基础设计计算应符合下列规定：⑴、应进行抗倾覆稳定性和地基承载力验算（图1）：图1 塔机承载力图⑵、整体抗倾覆稳定性应按下式计算：1、矩形基础地基承载力计算应符合下列公式要求：1）、当轴心荷载作用时2）、当偏心荷载作用时,除符合上式要求外，还应符合下式要求：2、矩形基础底面的压力可按下列公式计算：1）、当轴心荷载作用时2）、当偏心荷载作用时应符合下式要求3）、当偏心矩时3、偏心矩应按下式计算，并符合要求[pB] —地面许用压应力，由实地勘探和基础处理情况确定，一般取[pB]=2×105～3×105Pa⑷、基础底板的配筋，应按抗弯计算确定；计算公式与配筋构造参见现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的相关规定。
㈡、桩基承台式混凝土基础的设计计算应符合下列规定：⑴、应对桩基单桩竖向抗压和抗拔承载力、桩身混凝土强度，承台的抗弯、抗剪、抗冲切按现行国家标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定进行验算（图3.2.4）：图3 塔式起重机方形承台桩基础1——桩基础；2——桩基承台；3——塔式起重机塔身桩基单桩竖向承载力计算应符合下式：式中：Qk——荷载效应标准组合下，基桩的平均竖向力；Qkmax——荷载效应标准组合下，桩顶最大竖向力；Ra——单桩竖向承载力特征值；⑵、桩基单桩的抗拔极限承载力与桩身混凝土强度应按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的相关规定进行计算。
wedo 中高级课程《塔吊》教案
《塔吊》教案2）在前端连接4点凸点梁，并安装圆形透明块。
3）安装智能集线器，前端利用薄片互锁。
2.搭建动力系统。
1）利用双向带球块和薄片做出电机底座，两侧连接球形凹槽块。
2）连接电机，前端安装4点凸点梁，外侧利用8齿齿轮和24齿齿轮传动。
3.搭建塔身。
1）利用薄片互锁凸点梁，底部安装两个带十字孔块以便和齿轮连接，上侧安装两个连接器。
4.搭建吊臂。
1）利用凸点梁上面安装薄片，在前段利用钉子轴连接轮毂。
2）在后面利用轴连接卷轮并在前端利用异形薄片稳定。
3）完成搭建。
4.任务分析1.老师：今天咱们首先要使塔身能够旋转。
老师提问一：你们知道咱们可以利用什么模块吗？答：马达旋转模块和马达功率模块。
1）编写程序：利用马达旋转模块控制塔身旋转，并设置功率和运行时间。
备注：功率要设置低速，以便符合生活实际。
一、提出任务二：挑战高峰。
1.在卷轮处安装第二个电机，控制卷轮旋转。
1）老师：现在咱们要将作品进行修改，在卷轮处安装第二个电机，控制卷轮运动。
2）在卷轮同轴安装20齿双面斜齿轮，与12齿双面斜齿轮传动，电机上连接24齿齿轮连接。
2.利用程序分别控制两个电机。
1）老师讲述一：现在咱们运行刚才的程序会发现两个电机在同时运转，咱们有没有办法可以单独控制一个电机呢？备注：长按马达功率块上方会出现六个小格子，要将两个电机设计成不同颜色。
让孩子们修改程序后会发现电机并不会单独运行。
2）老师讲述二：你们知道为什么咱们设置不同颜色后还是会一起旋转吗？备注：因为没有使其他模块进行配合，要保证统一颜色。
3）编写程序：二、提出任务三：课程回顾。
1.教师课程内容总结1）塔吊是如何保持平衡的？——塔吊可以通过调整配重块的位置，维持塔吊在各种状态下的平衡。
2）今天咱们是如何分别控制两个电机的？有什么要求？——长按模块会出现格子，可以设置不同颜色。
要保证配合的模块颜色也要相同。
3）现在可以演示作品并详细介绍分别控制电机运转的方法。
活动内容分享1）学生以个人为单位，每名学生依次分享本次活动内容。
塔吊安全实验报告范文
塔吊安全实验报告范文1. 引言塔吊作为一种用于重建和建筑工程的重型机械设备，对工程的顺利进行起着至关重要的作用。
然而，由于塔吊操作的高危性和特殊性，事故频发，给工人的生命安全和财产造成了巨大威胁。
因此，进行塔吊安全实验是非常必要的，可以帮助我们了解塔吊工作原理和操作要领，提高塔吊的使用安全性。
2. 实验目的本实验的主要目的是通过模拟塔吊的工作过程，观察塔吊各部件的工作情况，了解并掌握塔吊的使用要领和安全操作技巧，从而提高塔吊的使用安全性。
3. 实验装置- 塔吊模型：模拟真实塔吊的主要工作部件和工作原理。
- 控制器：用于控制塔吊的起重和移动。
- 实验环境：保证实验过程的安全性和稳定性。
4. 实验步骤4.1 实验前准备1. 将塔吊模型组装在实验区，确保其稳定性和有效运转。
2. 检查塔吊模型的部件是否完好，如钢丝绳是否磨损、电控箱是否正常等。
4.2 塔吊起重操作实验1. 打开控制器电源，检查控制器的工作状态。
2. 使用控制器将塔吊的吊钩调整到适当高度。
3. 使用控制器控制塔吊的移动，将吊钩移动到指定的目标位置。
4. 使用控制器操作塔吊起重，提起和放下指定的物品。
5. 检查吊钩和钢丝绳的状态，确保其没有磨损和故障。
4.3 塔吊安全操作实验1. 要求实验者戴上安全帽、安全鞋等个人防护设备。
2. 实验者需了解塔吊的操作要领和安全规定，并按照规定进行操作。
3. 实验者需掌握塔吊的安全操作技巧，包括控制动作缓慢、松紧钢丝绳等。
4. 实验者需注意塔吊周围的安全区域，确保不会对工作人员和设备造成伤害。
5. 实验结果与分析通过对塔吊的起重操作实验和安全操作实验，我们观察到了以下结果：1. 塔吊的起重部件能够准确提起和放下指定的物品。
2. 塔吊的移动部件能够将物品准确移动到指定的目标位置。
3. 塔吊的钢丝绳没有磨损和故障，保证了安全操作的进行。
4. 遵守塔吊的安全操作规程和技巧，能够保证操作的安全性。
6. 实验结论通过本次塔吊安全实验，我们进一步了解了塔吊的工作原理和操作要领，掌握了塔吊的安全操作技巧。
个人整理的塔吊型号及性能参数
个人整理的塔吊型号及性能参数塔吊是一种常见的建筑施工机械，用于在高空进行重物的吊装和搬运工作。
它具有起重能力大、灵活性高、稳定性强等特点，在各种工地中广泛应用。
本文将介绍几种常见的塔吊型号及其主要的性能参数。
1. 顶升式塔吊（Tower crane）顶升式塔吊是一种高空起重机械，能够实现大范围内吊重物的横向和纵向移动。
它采用自行式塔身，可以在各种工地中快速搭建。
顶升式塔吊的性能参数如下：起重量：常见的起重量范围为6吨至20吨。
最大起重力矩：通常在30米半径范围内能够达到2000至4000牛·米。
倾角范围：通常在-4度至80度之间。
转台托力：通常在200至500千牛之间。
顶升高度：通常在50至100米之间。
2. 回转式塔吊（Slewing crane）回转式塔吊是一种采用回转装置进行旋转工作的塔吊。
它主要适用于狭窄的工地，如城市建筑工地。
回转式塔吊的性能参数如下：起重量：常见的起重量范围为2吨至8吨。
最大起重力矩：通常在10米半径范围内能够达到450至800牛·米。
倾角范围：通常在-10度至80度之间。
转台托力：通常在100至300千牛之间。
回转角度：通常为360度。
3. 墙头式塔吊（Hammerhead crane）墙头式塔吊是一种专门用于建造高层建筑的塔吊，它的塔身直接悬挂在建筑物的顶部。
墙头式塔吊的性能参数如下：起重量：常见的起重量范围为4吨至32吨。
最大起重力矩：通常在30米半径范围内能够达到800至6000牛·米。
倾角范围：通常在-3度至88度之间。
转台托力：通常在200至800千牛之间。
墙头高度：通常在40至80米之间。
4. 平臂塔吊（Flat-top crane）平臂塔吊是一种具有平直臂形状的塔吊，主要用于高速公路和桥梁施工等工程。
它的设计使得其在高空工作时更加稳定和安全。
平臂塔吊的性能参数如下：起重量：常见的起重量范围为6吨至20吨。
最大起重力矩：通常在30米半径范围内能够达到1000至3000牛·米。
塔吊安装PPT(内附带三维模型安装截图)
节之间连接
节之间连接
小车安装放大
• 3、组合吊臂拉杆，用销轴连接后搁置在吊臂上弦杆上的拉杆护架上。
• 4、检查吊臂上的电路是否完善，并穿绕小车牵引钢丝绳。先不穿绕 起升钢丝绳。
• 5、将吊臂总成平稳吊起，将吊臂与上转台用销轴连接(吊装中必须保 持吊臂水平以利安装)。
• 6、吊臂连接完毕后，继续提升吊臂使吊臂头部稍微抬起。
连接位置放大
• 四、在地面上将塔顶与平衡臂拉杆的第一节用销轴连好
第一节平衡臂拉杆
• 然后吊起用4个Φ50销轴与上转台相连。（安装塔顶时要 注意塔顶的前后方向。）
塔顶与回转塔身连接
• 五 在地面上拼装好平衡臂，并将卷扬机构、配电箱等安 装在平衡臂上，接好各部分电线
• 六 然后将平衡臂吊起与上转台用销轴固定，再将平衡臂吊起一定角度装好平 衡拉杆，放平后吊车摘钩。
销轴重新插入上一个踏步
刚好有能装入一个 标准节的空间
全部伸出油缸
9.用人力把引入梁框架上的标准节引致塔身的正上方，对准 标准节连接牢固，螺栓的预紧力为2.5KN.m.
把标准节引入
标准节对准
引进轮
螺栓连接牢靠 预紧力为2.5KN.m
10.卸下引进轮，缩回油缸 卸下引进轮
11.将下支座与塔身连接牢靠。（注意，缩油缸时卡板不能顶在 踏步上。）即完成一节标准节的加节工作。其余的加节工作， 重复以上的加节操作即可。
安装步骤
• 一 （1）先将三节标准节用16套M30高强螺栓连成一体
上下对准用螺栓连接 上下对准用螺栓连接
标准节螺栓连接处
• （2）然后吊装在固定基础上，并用8套M30高强 螺栓固定。（安装时要注意踏步的一面要垂直于 建筑物。）
标准节螺栓连接处
塔吊在高空如何拼装的原理
塔吊在高空如何拼装的原理塔吊是建筑工程中常用的起重装置之一，通常用于高层建筑的建造过程中。
在使用之前，塔吊需要进行拼装，这个过程需要专业的工人和特定的工具进行操作，有一定的难度性。
本文将对塔吊在高空如何拼装的原理进行详细介绍。
一、塔吊的基本结构及组成塔吊主要由下列部分组成：1.塔身：塔身是一个大梁，支撑塔吊的臂架和起重机构，同时还具有很好的稳定性和承载能力。
2.臂架：臂架由水平臂和起重臂组成，其长度是可调节的。
水平臂安装在塔身上，通过边缘滚筒和巨型球轴承来回旋转，起重臂安装在水平臂上并可以高度调整。
3.驱动机构：用于驱动塔吊旋转、起重机构等功能，包括制动器、减速器、换向器、电动机等组成。
4.起重机构：用于起吊货物、设备和道具等，包括钢丝绳、滑轮、挂钩、铁锤等组成。
5.控制系统：用于控制塔吊的起吊、放下、左右移动等运动，包括操纵机、电缆线、传感器、开关等组成。
二、塔吊拼装的步骤塔吊的拼装分为多个步骤，一般来说，拼装过程中需要采用塔吊本身的起重装置来进行。
下面是塔吊拼装的基本步骤：1.安装钢结构：在塔吊的基础上固定钢结构立柱，建造吊装塔柱和塔身。
2.吊装塔身和基台：采用塔吊自身的起重装置将塔身逐层吊装到基台上。
3.安装臂架：将臂架逐层吊装到塔身上。
在此之前，需要将臂架进行基础预制，进行部件的组合和加固。
4.安装驱动机构和起重机构：安装完臂架后，开始安装驱动机构和起重机构，调整各个部分，使之符合设计要求。
5.安装控制系统: 在完成以上各步骤后，进行控制系统的安装和测试，确保各个部分正常工作。
三、塔吊在高空如何拼装由于塔吊的体积比较大，高度比较高，因此在高空拼装时，需要采用安全可靠的方式进行操作。
下面介绍塔吊在高空拼装的具体步骤：1.制定施工方案：在拼装前，需要对场地进行评估和规划，按照规划图纸做出实际场地的调整和施工计划。
包括塔吊的安装位置、起重吊装方案、安全防护措施等。
2.搭建基础器材：在选定拼装位置后，需要搭建各种安全器材，如人字梯、防护网、高度计等。
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Tower crane
设计方案
塔吊竖向用四 根竖直杆件连 接，组成底面 呈正方形四棱 柱，以18cm分 层，上部结构 近似三棱柱。 其最上面杆件 承重，并且采 用拉条助载。
竖向承重部
水平加载部 拉条固件
主体杆件之 间采用拉条 加固，以水 平两根横杆 辅助顶部杆 件承重。离 水平杆件边 缘25cm设拉 条固点并与 竖直杆件相 连。
Tower crane
模
杆件制作 采用薄壁棱 柱杆件，材 料节约且质 量轻。杆件 截面为边长1 厘米的正方 形，高 90cm。
型
杆件连接 由下而上， 先竖杆后 横杆，打 磨杆件截 面，使接 触面接触 良好。
制
绳拉索布置 由竖直杆 牵引拉条， 固定另一 端点于水 平杆件前 端。
作
模型固定 塔吊底座打 磨平整并且 加上柱脚， 保证四根支 撑杆件竖直， 保持承重整 体平稳坚固。
LOGO
Tower crane
以竖杆为主要承重杆件承受竖向荷载，上部辅 以较小的三棱柱水平支撑来承受水平荷载。我 们将塔吊的吊臂结构制作成两部分，四个支架 撑起整个吊臂，三根杆件相互承载，将杆件的 能力发挥到最大。三杆件尾部三角形连接，三 角形稳定，防止加载时重心偏离。拉力大的地 方采用拉条。连接点都经过加固，静定模型比 较稳固。且主杆件之间用斜拉条连接，减轻整 体质量同时，使外形简洁大方。
打磨修整加固
方案组成
Tower crane
1
2
3
支 撑 结 构 设 计
横 梁 结 构 设 计
连 接 结 构 设 计
Tower crane
支撑结构设计 支撑柱整体呈 现四棱柱，底 面为边长15cm 正方形，支撑 柱分为四层， 每层距离18cm， 对角线拉条交 错布置，提高 抗扭能力。 横梁结构设计 横梁主要承受 弯矩，设计成 一截面为三角 形的椎体，横 杆布置于支撑 结构上，尾部 三根杆之间用 组合三角形杆 件加固。 连结结构设计 横梁放置在竖 向第五层杆件 上，两根水平 杆件受到正压 力，此杆件上 方加固，减少 其上翘或下弯 的趋势。并于 横杆边缘加拉 条。
塔吊模型
设计解说
LOGO
Tower crane
塔吊模型名称：
塔吊哥
Tower crane
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设计思路 设计方案 模型制作 模型展示
4
Tower crane
设计思路
为了使我们的结构 能给人留下深刻的 印象，我们考虑用 各种技术手段来表 现结构形象。现说 明如下：
结构主体下方 采用四棱柱构 造，上面采用 类似三棱锥结 构，塔顶横杆 悬线承重。
Tower crane
塔身
Байду номын сангаас塔顶
拼接 嵌拉条
塔吊模型
Tower crane
模 型 展 示
Tower crane
Tower crane
结束语
作为大一新生，我们对塔吊并不是很了解，但是， 我们也勇敢的参赛了。虽然模型制作中遇到了许多意 想不到的困难，模型也拆卸组装了好多次，但我们还 是坚持完成了模型制作。在竞赛作品中，我们的模型 可能得不到评委们的青睐，但是总有第一次，参加比 赛才会有成功的希望，我们还是衷心的希望评委老师 们给予我们肯定，这并不只是对我们一组队员的肯定， 同时也是对参赛的大一新生的一种鼓励与支持！