塔式起重机风振效应的初步分析
塔器振动产生的原因及防振措施
2 0 1 7 年 第 5 期 （第 3 0 卷 ，总 第 1 5 1 期) • 机 槭 研 究 与 应 用 •
d o i：1 0 .1 6 5 7 6 /j. cnki. 1 0 0 7 -4 4 1 4 .2 0 1 7 .0 5 .0 2 9 塔器振动产生的原因及防振措施#
张银顺
( 兰州兰石重型装备股份有限公司，甘 肃 兰 州 730314 )
1 塔器发生振动的原因
室 外 放 置 的 独 立 、高耸 塔 式 设 备 在 风 力 作 用 下 将 *•
会产生振动方向与风的流向一致的顺风向振动及振 动的方向与风的流向垂直的横风向振动。 1 .1 顺 风 向 风 振
顺 风 向 风 力 有 平 均风和脉动风两种[2],这两者 作用在设备上所产生作用力的性质是不同的,在常规 设计中平均风的作用按静载荷来考虑,但脉动风所产 生的载荷为动力载荷，设备在脉动风作用的产生的振 动称为结构风振，由此可认为顺风向产生风振的主导 因素为脉动风。脉动风为随机变量载荷,N B /T47041 - 2 0 1 4 中依据随机振动理论对其进行分析后,对不同 地面粗糙度时脉动风产生的脉动影响系数及不同自 振周期引起的脉动增大系数来进行顺风向风载荷计 算 ，以保证设备顺风向振动时的安全。 1 .2 横 风 向 风 振
塔 式 设 备 受 风 力 作 用 时 , 气 流 绕 过 塔 体 ,在 塔 体 外表面形成一个边界层,边界层内气流由于塔体表面 的摩擦而损耗较多的能量，使塔体背风面边界层内、 外流体产生明显的压差,在此压差的作用下边界层内 流 体 流 向 相 反 方 向 ，形 成 漩 涡 , 漩 涡 逐 渐 长 大 并 脱 落 后汇人流经塔器的尾部气流中,形成卡门涡街。由于
对两台高径比不同塔式设备简单的共振计算来对产生共振的倾向性进行对比分析，并提出必要的防振措施。
结构动力学中的风振问题分析
结构动力学中的风振问题分析结构动力学是研究结构在外界力作用下的振动行为的学科，而风振问题则是结构动力学中一个重要的研究方向。
本文将从风振问题的背景和原因、影响因素和评估方法等方面进行详细分析和讨论。
一、背景和原因在风振问题中，结构物在大风环境下会受到风力的作用，引起结构的振动。
风振问题主要存在于高层建筑、长跨度桥梁、烟囱、塔楼等高耸结构中。
这种振动既可能是结构自身的自由振动，也可能是受到风力激励后的强迫振动。
风振问题的产生原因可以归结为以下几点：1. 气象因素：大风引起的气动力是产生风振问题的主要原因之一。
气象因素包括风速、风向、风向变化频率等。
2. 结构刚度：结构刚度的大小将直接影响结构的振动特性，而刚度小的结构更容易受到风力的激励而发生振动。
3. 结构阻尼：结构的阻尼越小，振动越容易发生和持续。
因此，结构的阻尼对于风振问题的研究具有重要意义。
4. 结构质量：结构质量的大小也将影响结构的振动特性，质量越大，振动频率越低，风振问题相对较小。
二、影响因素风振问题的复杂性决定了其受到多个因素的共同影响。
主要的影响因素包括：1. 风速和风向：风速和风向是产生风振问题的主要因素，其中风速对结构振动的影响最为显著。
2. 结构特性：结构的刚度、质量和阻尼等特性将直接影响结构的振动响应。
3. 结构形状和几何尺寸：结构的形状和几何尺寸影响着结构对风力的反应，尤其是在流体作用下的层流和湍流区域。
4. 地面效应：结构与地面之间的交互作用对风振问题也具有重要影响。
三、评估方法针对风振问题，需要进行定量的评估和分析，以寻找有效的风振控制措施。
常用的评估方法包括：1. 数值模拟：通过数值模拟方法，可以模拟结构在大风作用下的振动响应。
常用的数值方法包括有限元法、计算流体力学方法等。
2. 风洞试验：风洞试验可以模拟真实的风场环境，并通过模型的测试来评估结构的振动响应。
风洞试验是评估风振问题最为直观和准确的方法之一。
3. 实测方法：通过实际的结构振动监测数据，可以对结构的风振问题进行评估和分析。
塔机风标效应操作方法
塔机风标效应操作方法
塔机风标效应是指塔机在工作时，由于风的影响而发生的颤动现象，这会影响塔机的工作效率和安全。
为了避免这种情况的发生，需要采取以下措施：
1. 在安装塔机时，应根据施工现场的情况进行风力计算，确定适当的塔机型号和高度。
同时，也应在塔机的顶部安装风速计。
2. 在塔机起重前，应先对塔机进行检查。
如果发现塔机有颤动或偏离垂直方向的情况，应进行必要的维护和修理。
3. 在使用塔机时，操作员应注意塔机的风向和风速。
当风速达到一定水平时，应停止塔机的操作，等待风速降低后再进行作业。
4. 如果塔机在作业时出现颤动或偏离垂直方向的情况，操作员应立即停止作业，检查塔机是否存在故障或受到风的影响。
5. 在塔机飞行作业时，应在起重物的底部加装防风设施，如风切板或风绳，以降低风力对塔机的影响。
总之，塔机风标效应的操作方法，包括在安装和使用塔机时，进行必要的风力计算和检查，注意风向和风速，及时停止塔机的操作，加装防风设施等。
这些措施
可以有效避免塔机在风力影响下出现颤动或偏离垂直方向的情况，确保塔机的工作效率和安全。
塔式起重机风致响应数值模拟研究进展
塔式起重机风致响应数值模拟研究进展
孙晓晓
【期刊名称】《河南建材》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】塔式起重机风振响应数值模拟研究主要涉及两个环节,一是建立风荷载模型和结构模型,二是使用有限元方法来分析结构的动力响应特性和研究风振控制方法。
因此,文章总结了塔式起重机风致响应的数值模拟研究进展,重点对风荷载模型、动力响应计算以及风振控制研究等进行了分析和研究。
【总页数】3页(P41-43)
【作者】孙晓晓
【作者单位】华北水利水电大学
【正文语种】中文
【中图分类】TH2
【相关文献】
1.高空作业车风致振动响应的数值模拟研究
2.真实山地地形条件下输电塔线体系风致响应数值模拟
3.不同风向条件下输电塔风致响应数值模拟
4.超高钢管支架风致
动力响应分析与数值模拟5.CFRP索的风致瞬态动力响应数值模拟与试验
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塔式起重机风振响应分析
塔式起重机风振响应分析王玲娟;陈建永【摘要】以某公司生产的TC7040型塔式起重机为研究对象,在大型有限元软件ABAQUS中建立金属结构模型,对其进行模态分析,得出塔机的前8阶固有频率和振型;在模态分析的基础上,分析了塔机在前10级风工况下的谐响应曲线,得出共振频率和节点位移,在无风状态下,塔机的第2、4阶固有频率易引起结构共振,塔机起重臂端点在风速小于6级时,挠度变化较小,从6级开始急剧增大,分析结果可为起重机安全使用和合理设计提供科学的指导.为研究塔机在风荷载作用下的振动响应.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】3页(P55-57)【关键词】塔机;模态分析;谐响应分析;风荷载;共振【作者】王玲娟;陈建永【作者单位】宿迁学院机电工程学院,江苏宿迁 223800;宿迁市建设工程造价管理处,江苏宿迁 223800【正文语种】中文【中图分类】TH213.30 引言塔机是一种塔身竖立、起重臂回转的起重机械。
由于其工作幅度大，起重力矩大，幅度利用率高，在高层工业和民用建筑施工的使用中一直处于领先地位[1]。
而风是自然现象，露天工作的起重机受到风载荷的作用，会给起重作业造成干扰，引发事故，影响塔机操作者的舒适性，有时甚至给起重机带来灾难性的后果。
因此在进行塔机金属结构设计及使用时，需要考虑其在风载作用下的动态特性，而模态分析和谐响应分析是结构动态特性分析的主要内容。
本文以某公司生产的TC7040 型塔式起重机为研究对象，在有限元软件ABAQUS 中建立其金属结构模型，对其进行模态分析和不同风荷载作用下的谐响应分析，得出该塔机的固有频率和不同风速下的频率位移响应曲线，为塔机使用过程中避开共振点和使用限制风速提供理论依据。
1 TC7040 型塔式起重机有限元建模塔式起重机钢结构设计占整个塔式起重机设计工作的70%左右，也是区别于其他机械产品的重要部分与内容。
TC7040 型塔机最大起吊重量为16t，独立起升高度为48m，最大幅度处的额定起吊重量为3.5t。
塔吊的振动影响及其考虑
塔吊的振动影响及其考虑在建筑施工中，塔吊是不可或缺的设备之一。
它可以起吊各种各样的建筑材料及重物，帮助施工工人高空作业，提高工程效率。
然而，在掌握塔吊操作技能的前提下，我们还需要关注到一些问题，其中之一就是塔吊的振动问题。
一、塔吊的振动现象在使用塔吊的过程中，不可避免地会出现振动现象。
塔吊产生的振动可以是快速而细小的微震动，也可以是幅度较大的正常震动。
在施工现场，我们最常见的是第二种情况，塔吊产生的正常振动范围通常在0.2到0.5m/s之间。
这样的震动频率对于塔吊和建筑物的安全性来说是相对危险的。
因此，我们需要了解这些振动可能产生的影响。
二、塔吊振动的影响1.影响建筑物安全塔吊振动会传递到建筑物中，会影响到建筑物的安全性和稳定性。
如果建筑物本身就存在一些缺陷或结构不完整的情况下，振动更会加速建筑物的破坏和破损。
2.影响施工工人的安全塔吊振动还会影响到施工工人的安全。
在高空作业过程中，如果塔吊振动幅度过大，会影响工人的稳定性，甚至会让工人在交错高空方向上摇晃。
这对工人在高空作业时很不利，会造成更高的安全风险。
3.影响工程进度除了安全问题外，塔吊振动还会影响工程进度。
如果塔吊振动过大，会影响到塔吊的工作效率。
当塔吊无法按照规定的时间完成工作时，施工进度也会受到影响。
三、考虑塔吊振动的解决办法1.选择稳定的地基塔吊的地基是稳定性的基础，恰当地根据施工环境选择地基，并采用科学的方法进行基础施工，有利于减少塔吊的振动。
2.防止多方干扰除了在地基上下足功夫之外，我们还需要注意塔吊前方有无多方干扰的情况。
多方干扰，如交通、施工物资拉运、气泡类混合物振动等，都会给塔吊带来振动影响。
3.调整塔吊速度和角度在塔吊运转过程中，我们需要对速度和角度进行精确调整，以保证塔吊操作的稳定性。
如果操作不当或者忽略了这些条件，塔吊的振动幅度就会加大。
4.安装隔离荡板隔离荡板是一种常用的减振设备，能够有效地减少塔吊的振动。
通过安装隔离荡板的方式，能够在塔吊起重货物或作业时减少振动，同样也保障相关工人和周边人员的安全。
超高层建筑风振效应的分析与控制
超高层建筑风振效应的分析与控制随着城市化进程的不断加快，高楼大厦的数量不断增多。
在超高层建筑中，风振效应是一项非常重要的问题。
风振效应会对建筑物的安全性、舒适度和使用寿命等产生很大的影响。
因此，对超高层建筑的风振效应进行分析和控制是非常必要的。
超高层建筑的风振效应是指由于风力作用所引起的建筑物的振动现象。
在一定的风速条件下，建筑物会受到风力的作用，导致建筑物发生振动，并产生相应的结构应力。
建筑物的振动会对其内部和外部的使用环境产生直接的影响。
在极端情况下，风振效应还可能引起建筑物的倒塌等严重后果。
超高层建筑的风振效应主要受到以下因素的影响：建筑物的高度、形状、重量、弹性模量、抗风能力等。
其中，建筑物的高度是决定风振效应大小的关键因素。
当超高层建筑的高度超过50米时，就会出现明显的风振效应。
因此，对于高度超过50米的建筑物，风振效应的分析和控制显得尤为重要。
为了有效地分析和控制超高层建筑的风振效应，需要采取一系列的措施。
首先，需要对建筑物的结构进行优化设计，提高其抗风能力。
其次，需要采用适当的风洞模型进行风洞试验，以验证建筑物在不同风速下的风振响应。
此外，还可以通过在建筑物上设置减振器等结构配件，来减小建筑物的风振响应。
减振器是一种可以有效减小建筑物振动幅度的结构组件。
常见的减振器包括阻尼器、质量阻尼器、液态阻尼器等。
这些减振器可以通过消耗振动能量、调节建筑物的振动频率等方式来减小风振效应的影响。
使用减振器不仅可以提高建筑物的抗风能力，还可以改善建筑物的整体舒适度和使用寿命。
除了使用减振器外，还可以通过对建筑物的结构参数进行优化，减小建筑物的风振效应。
例如，可以采用不同的结构板式、改变结构布局等方式来控制振动频率和幅度，达到减小风振效应的目的。
此外，还可以通过增加建筑物的阻力系数、改变建筑物的外形等方式，来改善建筑物的抗风能力和降低风振效应的影响。
总之，在超高层建筑的设计和施工过程中，对风振效应进行分析和控制是非常重要的。
《高耸板式塔的风振响应分析》
《高耸板式塔的风振响应分析》篇一一、引言高耸板式塔作为现代建筑结构中的一种重要类型，因其独特的形态和结构特点，在风荷载作用下常常会出现风振响应现象。
风振响应不仅影响建筑物的正常使用性能，还可能对结构安全造成威胁。
因此，对高耸板式塔的风振响应进行分析具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文旨在通过对高耸板式塔的风振响应进行深入研究，为相关工程设计和施工提供理论依据和参考。
二、风振响应基本理论风振响应是指建筑物在风荷载作用下产生的振动响应。
这种响应包括结构在风荷载作用下的动态位移、速度和加速度等。
高耸板式塔由于其独特的结构形式和高度，其风振响应的复杂性较高。
为了准确分析高耸板式塔的风振响应，需要了解风荷载的基本特性以及结构动力学的相关理论。
风荷载是建筑物受风作用的主要外力，其大小和方向随时间和空间的变化而变化。
结构动力学则研究结构在动力荷载作用下的响应，包括结构的振动、变形和稳定性等问题。
通过对风荷载特性和结构动力学的综合分析，可以建立高耸板式塔的风振响应分析模型。
三、高耸板式塔的风振响应分析方法针对高耸板式塔的风振响应分析，常用的方法包括理论分析、数值模拟和风洞试验等。
1. 理论分析：通过建立高耸板式塔的结构力学模型，运用结构动力学理论，对结构在风荷载作用下的振动响应进行理论分析。
这种方法可以得出结构的振动规律和响应特性，但需要较高的数学和力学素养。
2. 数值模拟：利用有限元、有限差分等数值方法，对高耸板式塔进行精细化建模，并通过输入风场数据，对结构的风振响应进行数值模拟。
这种方法可以较准确地预测结构的振动响应，但需要较高的计算资源和计算能力。
3. 风洞试验：通过在风洞试验室中模拟实际风场环境，对高耸板式塔模型进行风洞试验，观察和分析结构的振动响应。
这种方法可以直观地观察结构的振动形态和响应特性，但受试验条件和成本的限制。
四、高耸板式塔的风振响应分析实例以某高耸板式塔为例，采用上述三种方法对其风振响应进行分析。
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点的位移—— 时间历程等数据 ， 在提高塔机的性能方面， 为塔机生产厂提供数据依据。
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ｌ 塔式起重机有限元模型的建立
１１Ｔ ６１ 塔 机 的主要性 能及 参数 ． Ｃ ００
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二 ２
起重工作幅度 ： 最小 ２５ｍ ， ． 最大 ６ ０ｍ 最大工作高度 ： ８ １ ｍ ０
Ｋｅ ｒ ｓ ｔｗｅ ｒｌ ；ｆ ｉ ｌｍｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｒｅａｌ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ；ｍｏ ａ ａｙ ｉ；ｗ ｎ ｅｐ ｎ ｅ ｅ ｎｅ ｄ ｌａ ｌ ｓｓ ｉｄ ｒｓ ｓ ｎ ｏ
随着城市高层建筑的增多， 其对塔式起重机的需求也 越来越多 ， 陛能的要求也越来越高 。塔式起重机是一 对其
图１ 塔 机模 型 图
塔身标准节与固定支腿连接图中 １ 处采用全位移约
腹杆构成 ， 腹杆又分为斜腹杆和直腹杆 ， 每个标准节之间
的连接需要设置为节点。整个塔机加装三套附着架 ， 附着 装置由四套框梁和 四根内撑杆组成。塔机具体尺寸及材
束； 附着架与塔身连接处及套架与塔身连接处图中２采用 对 Ｘ Ｙ两个方 向的耦合 ； 、 附着架与墙 体的连接处 图中 ３ 采用全约束 ； 拉杆与臂架 图中４采用 ｘ、 ｚ三个方 向的 Ｙ、
种结构较大、 工作动作复杂的机械产品。风对高层与高耸
料 （ ） 略 。 １２塔机 有限 元模型 的建 立 ．
Ｔｆ １ Ｃ Ｏ０最大起升高度为 １０ｍ， ａ ８ 仅对主要结构受力部 分进行建模 ， 在建模 时各结构受力单元均采用 Ｂ Ａ ８ Ｅ Ｍ１８ 号单元 ， 截面尺寸用 Ｓ Ｃ Ａ Ａ命令进行赋值 。平衡 中采 ＥＤ Ｔ 用 Ｓ ＬＤ ８ Ｏ Ｉ１ ６号单元 ， 与平衡臂的梁单元采用 ｘ、 、 Ｙ ｚ三个 方向的耦合。在保证结构的形状 以及在空间安放位置与 实际相同后开始建模ｕ 。 Ｊ
析， 在施加模 拟风载荷后得到起重机位移的响应 ， 对获得的结果进行 了初 步的分析。
关键词 ： 起重机
中图分类号 ：｝ １ ｒ
有限元 模 态分析
文献标识码 ： Ａ
风振效应
文章编号 ： 吆 － ｓ６ ２１ ）３— ｏ４— ３ １ ０ ６ ｓ （ｏ２ ｏ ０ ４ ０
Ｔｈ ｅｉ ｎ ｒ ａ ｙｉ ｎ Ｔｏ ｒ Ｃｒ ｎ ｙ Ｗ ｉ ｄ Ｅｆｅ ｔ ｅＰｒ ｌｍｉ ａ ｙ Ａｎ ｌｓｓｏ ｗｅ ａ ｅ ｂ ｎ ｆ ｃ
ｃｍ ｌ ｅｍ ｃ ｉｅａ ｅ ｘ ｒ ｎ ｅｗ ｎ ａ ｅ ａ ｄｈ ｓｔｅｐｅｉ ｉａｙａ ａ ｓ ｅｒｓ ｌ ｏ ｐｅ ａ ｈｎ ｆ ｒ ｅｔ ｇｔ ｉｄ ｗ ｖ ． ａ ｒｌ ｎ ｒ ｎ ｙ ｉ ｔ ｔ ｕｔ ｔ ｔ ｅ ｉ ｈ ｎ ｈ ｍ ｌ ｓ ｏｈ ｅ ．
根据上述方法所建立模型如图 １ 所示。
—
结构的破坏通常是非常严重的， 而且高层与高耸结构的破 坏往往隐藏着潜在 的危险。在 目前认 真的搞好结构工程 抗风 ， 有着十分重要的意义 ， 故对高层与高耸结构进行风
振分析是很有必要的。 本文 论 述 了 在 用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 对 某 公 司 生 产 的 ＮＹ Ｔ ６１ Ｃ ００型号塔机进行模拟风载荷作用的有限元分析。对 塔机进行瞬态动力学分析采用 Ｆ Ｌ Ｕ Ｌ法 ， 通过提取相应节
ＧＵ ｎ ｑ ａ ｇ，ＧＵＯ ｈ ｏ ｏ ｇ Ｙｏ ｇ ｉ ｎ Ｓ ａｄ ｎ Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ａ ｅ ＳＳ ｔ ｅ ｆ ｉ ｌ ｍｅ ｔｓ ｆ ａ ｅ ＡＮＳ ｏ ｓ ｔｕ ｅ ｏ ｅ ａ ｄ ｌ ｇ ｏ ｅ Ｔ ６ １ ｏ ｒ ｃ ａ ｅ ｗｈ ｃ ｓ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒＵ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｎ ｏｔ ｒ ｈ ｉ ｅ ｗ ＹＳ ｔ ｅ ｐ ｔ ｖ ｒｌ ｍｏ ｅ ｉ ｆｔ Ｃ ０ ０ ｔｗｅ ｒ ｎ ｉ ｈ ｉ ｈ ｌ ｎ ｈ
・
４ ・ ５
耦合 ； 配重与平衡臂架 图中 ５ 采用 ｘ、 、 Ｙ ｚ三个方 向的耦 合。附着约束位于４ ６ ｍ、 。 ０ｍ√ ８ ｍ处 ０ ０
点上 。得出结果后取塔机上的 ２个点进行分析 ， 个点 ２ 分别为 ： 起重臂端和司机室。 由图３ 一图 ５ 可知 ， 起重臂前端在大约 ０５ｓＸ方向 ． ， 位移最大为 一 ×１～ｍ， ４ ０ 在大约 ３Ｓ １ ， 方向位移最 和 ０ＳＹ 大约为 ２２ｍ， ． 此方向位移幅度随时间变化近似周期变化。 大约 １８ ， ． ＳＺ方向位移达到最大为 一 ．５ｍ ０４ 。可见 ， 起重 臂在垂直塔臂方 向（ Ｙ向） 的摆动幅度是很大的， 若在此 时
ｐ ｏ ｕ ｅ ｙ ａｃｍｐ ｎ ｒｄ ｃ ｄ ｂ ｏ ａ ｙ，ａ ｄ ｃｒｙｏ ｅｍｏ ａ ｎ ｌｓ ａｅ ｎ ｉ ｈ ａ ｅ ｂａｎ ｅｄ ｔ ｆｔｅｄｓ ｌｃ ｍｅ ｔｒｓ ｏ ｓ ｆｔｅ ｎ ａｒ ｎ ｔ ｄ ｌａ ａｙ ｉ ｂ ｓｄ ｏ ｔ ｈ ｓ ．Ｔ ｅｐ ｐ ｒｏ ｔｉｓｔ ａａ ｏ ｈ ｉｐａ ｅ ｎ ｅｐ ｎｅ ｏ ｈ ｈ
最 大起重 量 ： ６ｔ
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起重臂为小车变幅 ， 结构形式是横截面为等腰三角 形的格构式桁架 ， 上弦杆为方钢管， 下弦杆为方钢管， 缀条 均为钢管 ， 支承方式是一铰两拉杆。塔机的塔身标准节单 节的轮廓尺寸采用 １８ ２８ 每个标准节由主弦杆和 ． ｘ ． ｍ ｍ；
。
／
。
・
４ ・ ４
塔 式 起 重机 风 振 效 应 的初 步 分 析
顾永强。 郭少东
（ 内蒙古科技大 学 建筑与土木 工程 学院， 内蒙古 包头 ０４１） １ ０ ０
摘要 ： 本文先应用 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 有限元软件对 某公 司产的 Ｔ ６１ 塔 式起重机进 行整体 建模 ， 以此 为基础对塔机 进行模 态分 Ｃ００ 并