塔机附着验算计算书

塔机附着验算计算书计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、塔机附着杆参数
塔机附着立面图
三、工作状态下附墙杆内力计算
1、在平衡臂、起重臂高度处的风荷载标准值q k
q k=0.8βzμzμsω0α0h=0.8×1.68×1.291×1.95×0.2×0.35×1.06=0.251kN/m 2、扭矩组合标准值T k
由风荷载产生的扭矩标准值T k2
T k2=1/2q k l12-1/2q k l22=1/2×0.251×562-1/2×0.251×12.92=372.684kN·m 集中扭矩标准值（考虑两项可变荷载控制的组合系数取0.9）
T k=0.9(T k1+ T k2)=0.9×(276.9+372.684)=584.626kN·m
3、附着支座反力计算
计算简图
塔身上部第一附着点（塔身悬臂支承端）的支承反力最大，应取该反力值作为附着装置及建筑物支承装置的计算载荷。

剪力图
得：R E=120.106kN
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。

4、附墙杆内力计算
支座7处锚固环的截面扭矩T k（考虑塔机产生的扭矩由支座7处的附墙杆承担）,水平内力N w=20.5R E=169.856kN。

计算简图：
塔机附着示意图
塔机附着平面图
α1=arctan(b1/a1)=79.765°
α2=arctan(b2/a2)=75.12°
α3=arctan(b3/a3)=69.753°
β1=arctan((b1+c/2)/(a1+c/2))=74.805°
β2=arctan((b2+c/2)/(a2-c/2))=87.728°
β3=arctan((b3+c/2)/(a3+c/2))=65.772°
各杆件轴力计算：
ΣM O=0
T1×sin(α1-β1)×(b1+c/2)/sinβ1+T2×sin(α2-β2)×(b2+c/2)/sinβ2-T3×sin(α3-β3)×(b3+c/2)/sinβ3-T k=0
ΣM h=0
-T2×sinα2×c-T3×sinα3×c+N w×cosθ×c/2-N w×sinθ×c/2-T k=0
ΣM g=0
T1×sinα1×c+N w×sinθ×c/2+N w×cosθ×c/2-T k=0
（1）θ由0～360°循环，当T k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T1=452.184kN，T2=0kN，T3=260.043kN
最大轴拉力T1=0kN，T2=495.56kN，T3=347.043kN
（2）θ由0～360°循环，当T k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T1=0kN，T2=495.561kN，T3=347.042kN
最大轴拉力T1=452.184kN，T2=0kN，T3=260.044kN
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
计算简图
剪力图
得：R E=149.647kN
2、附墙杆内力计算
支座7处锚固环的水平内力N w=R E=149.647kN。

根据工作状态方程组Tk=0，θ由0～360°循环，求解各杆最大轴拉力和轴压力：最大轴压力T1=107.549kN，T2=177.785kN，T3=267.429kN
最大轴拉力T1=107.549kN，T2=177.784kN，T3=267.429kN
五、附墙杆强度验算
σ=N/A=495561/7803.716=63.503N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、杆件轴心受压强度验算
附墙杆1长细比：
λ1=L0/i=(a12+b12)0.5/i=(13002+72002)0.5/73.308=99.804≤[λ]=100，查规范表得：φ1=0.55 6
满足要求！
附墙杆2长细比：
λ2=L0/i=(a22+b22)0.5/i=(11002+41402)0.5/73.308=58.434≤[λ]=100，查规范表得：φ2=0.81 5
满足要求！
附墙杆3长细比：
λ3=L0/i=(a32+b32)0.5/i=(22502+61002)0.5/73.308=88.691≤[λ]=100，查规范表得：φ3=0.63 满足要求！
附墙杆1轴心受压稳定系数：
σ1＝N1/(φ1A)=452184/(0.556×7803.716)=104.217N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
附墙杆2轴心受压稳定系数：
σ2＝N2/(φ2A)=495560/(0.815×7803.716)=77.918N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
附墙杆3轴心受压稳定系数：
σ3＝N3/(φ3A)=347043/(0.63×7803.716)=70.59N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
六、附着杆与结构连接节点验算
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=N1sinα1=452.184×sin79.765°=444.989kN,V1=N1cosα1=452.184×cos79.765°=80.345 kN;
F2=N2sinα2=495.56×sin75.12°=478.942kN,V2=N2cosα2=495.56×cos75.12°=127.255kN;
F3=N3sinα3=347.043×sin69.753°=325.6kN,V3=N3cosα3=347.043×cos69.753°=120.098k N;
单个高强螺栓抗剪承载力设计值N v b=n vπd2e f v b/4=1×3.142×19.652×250/(4×1000)=75.8 15kN
每个高强螺栓受拉承载力设计值N t b=πd2e f t b/4=3.142×19.652×400/(4×1000)=121.304k N
附着杆1：
N V= V1/n=80.345/6=13.391kN
N t= F1/n=444.989/6=74.165kN
承压承载力设计值N c b=d×d t×f c b/1000=22×10×590/1000=129.8kN
[(N V/N v b)2+(N t/N t b)2]0.5=[(13.391/75.815)2+(74.165/121.304)2]0.5=0.636≤1
N V=13.391kN≤N c b/1.2=129.8/1.2=108.167kN
承压承载力满足要求。

附着杆2：
N V= V2/n=127.255/6=21.209kN
N t= F2/n=478.942/6=79.824kN
承压承载力设计值N c b=d×d t×f c b/1000=22×10×590/1000=129.8kN
[(N V/N v b)2+(N t/N t b)2]0.5=[(21.209/75.815)2+(79.824/121.304)2]0.5=0.715≤1
N V=21.209kN≤N c b/1.2=129.8/1.2=108.167kN
承压承载力满足要求。

附着杆3：
N V= V3/n=120.098/6=20.016kN
N t= F3/n=325.6/6=54.267kN
承压承载力设计值N c b=d×d t×f c b/1000=22×10×590/1000=129.8kN
[(N V/N v b)2+(N t/N t b)2]0.5=[(20.016/75.815)2+(54.267/121.304)2]0.5=0.519≤1
N V=20.016kN≤N c b/1.2=129.8/1.2=108.167kN
承压承载力满足要求。

2、吊耳板计算
N S=max{N1,N2,N3}/2=247.78kN
吊耳板吊索方向的最大拉应力：
σL= N S/(S(2R-D))= 247.78×103/(20×(2×100-50))=82.593N/mm2≤[σ]=205N/mm2 符合要求！
吊耳板吊索方向的最大剪应力：
τL= N S/(S(2R-D))= 247.78×103/(20×(2×100-50))=82.593N/mm2≤[τ]=125N/mm2 符合要求！
附图如下：
塔机附着节点详图
结论和建议：
1.塔身上部第一附着点（塔身悬臂支承端）的支承反力最大，应取该反力值作为附着装置及建筑物支承装置的计算载荷。