塔式起重机附着装置受力计算及使用要求
塔式起重机：塔式起重机附着装置要求及事项
塔式起重机：塔式起重机附着装置要求及事项塔式起重机是一种常用的施工机械，用于吊起和搬运重物。
而在使用塔式起重机时，附着装置的选择和使用也非常重要，影响着施工的顺利进行以及施工安全。
因此，我们有必要深入了解塔式起重机附着装置的要求和事项。
附着装置的选择在选择附着装置时，应该考虑以下几个要点：1. 安全性附着装置的安全性是最基本的要求，应该选择经过严格测试和认证的设计可靠的产品。
2. 适用性附着装置应该适用于所需要的吊装、搬运作业，具有灵活的设计可适应各种特殊的作业需求。
3. 可靠性附着装置在使用过程中需要具备稳定的性能，不易受到环境因素等外部因素的影响。
4. 经济性合理的采购成本和维护费用是选择附着装置时需要考虑的重要因素。
附着装置的事项使用塔式起重机附着装置时，还需要注意以下几个事项：1. 安装与调试附着装置在使用前需要进行安装和调试，确保其符合相关技术标准和安全规定。
安装时应遵循附着装置的使用说明。
2. 检查附着装置使用前应进行检查，确保其零部件的完好，工作状态正常，并及时处理出现的问题。
3. 使用在使用附着装置时应注意以下几个事项：•确保起重机和附着装置的匹配性；•保持附着装置的稳定状态，切勿过度利用，以及在使用过程中存在变形等情况时及时停止使用；•在使用中应遵守安全操作程序和相关规定。
4. 维护定期进行维护，保养附着装置。
在维护时应遵循使用说明，检查和更换零部件，并及时处理切割等维修问题。
结论在使用塔式起重机时，附着装置的选择和使用是非常重要的。
必须选择符合安全标准和应用要求的产品，并严格遵守相关规定和程序。
此外，定期的维护和保养也是保证附着装置安全稳定运行的重要保障。
塔基附着计算
中文词条名：附着式塔式起重机的附着计算英文词条名：塔式起重机附着（锚固）装置的构造、内力和安装要求在使用说明书中均有叙述，因此，在塔机安装和使用中，使用单位按要求执行即可，不需再进行计算，只有当塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明书规定，需增长附着杆（支承杆），或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需进行附着计算。
塔式起重机的附着计算主要包括附着杆计算、附着支座连接计算和附着框架计算三个部分。
（1）附着杆计算附着杆按两端铰支的轴心受压杆件计算。
1）附着杆内力附着杆内力按说明书规定取用；如说明书无规定，或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，则需进行计算。
其计算要点如下：①塔机按说明书规定与建筑物附着时，最上一道附着装置的负荷最大（图14-44），因此，应以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
图14-44 塔式起重机与建筑物附着情况简图1-最上一道附着装置；2-建筑物②附着式塔机的塔身可视为一个带悬臂的刚性支承连续梁，其内力及支座反力计算简图如图14-45所示，计算方法参见本手册第2章：施工常用结构计算及《建筑结构力学》有关内容。
图14-45 塔身内力及支座反力计算简图Q1、Q2-风荷载；M-力矩；N-轴向力；T（T‘）-由回转惯性力及风力产生的扭矩③附着杆的内力计算应考虑两种情况：计算情况I：塔机满载工作，起重臂顺塔身X-X轴或Y-Y轴，风向垂直于起重臂，如图14-46（A）所示；计算情况II：塔机非工作，起重臂处于塔身对角线方向，风由起重臂吹向平衡臂，如图14-46（B）所示。
图14-46 附着杆内力计算的两种情况（A）计算情况I；（B）计算情况II1-锚固环；2-起重臂；3-附着杆；W-风力④附着杆内力计算方法。
附着杆内力按力矩平衡原理计算。
对于计算情况I（图14-47A）：图14-47 用力矩平衡原理计算附着杆内力（A）计算情况I；（B）计算情况II式中T、T‘——塔身在截面1-1处（最上一道附着装置处，见图14-44，以下同）所承受的由于回转惯性力（包括起吊构件重、塔机回转部件自重产生的惯性力）而产生的扭矩与由于风力而产生的扭矩之和。
塔式起重机附着规范
塔式起重机附着规范篇一：塔吊附着装置的基本要求(分三种情况)塔吊附着装置的基本要求（分三种情况）一、附着装置的设置、自由端高度、附着水平距离、附着间距等满足使用说明书的要求：1、附着装置应与说明书中描述的一致2、附着装置应有出厂合格证，合格证上应有具体的规格、尺寸。
3、附着装置上应有制作单位标识4、附着装置不应有切割和焊接的迹象二、附着水平距离不满足使用说明书要求（小于说明书要求的距离）：1、应进行设计计算、绘制制作图和编写相关说明附着装置设计时，应对支承处的建筑主体机构进行验算需有审批手续2、附着装置的构件和预埋件应由原制造厂家或由具有相应能力的企业制作3、附着装置应有出厂合格证，合格证上应有具体的规格、尺寸4、附着装置上应有制作单位标识尺寸一致6、附着装置上不应有切割和焊接的迹象三、附着水平距离不满足使用说明书要求（大于说明书要求的距离）：1、应进行设计计算、绘制制作图和编写相关说明2、附着装置设计时，应对支承处的建筑主体机构进行验算3、上述1、2 组成专项施工方案，按《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）第九条的规定进行专家论证并提交专家组论证报告，报告应指出：（1）专项方案内容是否完整、可行；（2）专项方案计算书和验算依据是否符合有关标准规范；（3）安全施工的基本条件是否满足现场实际情况。
专家组成员应当由5名及以上符合相关专业要求的专家组成。
4、施工单位应当根据论证报告修改完善专项方案，并经专家组组长、施工单位技术负责人、项目总监理工程师、建设单位项目负责人签字。
5、附着装置的构件和预埋件应由原制造厂家或由具有相应能力的企业制作6、附着装置应有出厂合格证，合格证上应有具体的规格、尺寸7、附着装置上应有制作单位标识尺寸一致。
9、附着装置不应有切割和焊接的迹象。
背页附关于附着装置的法规和标准条文《建筑起重机械安全监督管理规定》（中华人民共和国建设部令第166号令）第二十条禁止擅自在建筑起重机械上安装非原制造厂制造的标准节和附着装置。
塔式起重机二点四杆式附着架内力计算
机电技术
2012 年 12 月
塔式起重机二点四杆式附着架内力计算
陈声佩
(福建省机械科学研究院,福建 福州 350005) 摘 要:二点四杆式附着架结构形式为一次静不定结构,采用叠加法求解撑杆内力,则运算工作量极大而且困难。为规
范有效地解决运算困难,探讨运用“力法”确定在塔身荷载作用下各撑杆的最大内力。 关键词:塔式起重机;附着;撑杆;内力计算 中图分类号:TH213.3 文献标识码:A 文章编号:1672-4801(2012)06-144-03
L5 L6 1 sin 3 (H 3 +H 4 )cos 3 PH 4cos 2 PL5 sin M 2 N1 N PH cos 1 PL sin M L6 sin 3 2 3 6 2 N3 1 0 PH 3cos PL6 sin M 2
EAi EAi
L5 L6 sins 4 ( H 3 +H 4 )cos 4 ) 1 2 同理,仍根据克莱姆法则得到相对应的 N i 。 分别求解出各杆内力 Ni ､ N i 后 , 由莫尔定 理可得:
1 p N i N i Li EAi
方程可简写为: aN b 根据克莱姆法则,方程解为:
X1
1 p
11
N1
D1 D
N2 a13 a23 a33 a13 a23 a33
D2 D
N3 b1 D1 b2 b3
D3 D a12 a22 a32 a13 a23 a33 b1 b2 b3
由叠加原理可得各杆件实际内力为:
a11 a12 式中: D a21 a22 a31 a32 a11 b1 D2 a21 b2 a31 b3
计及附着柔性的塔式起重机附着撑杆受力计算分析
图1等效塔架单元模型*基金项目：国家科技支撑计划项目（2006BAJ12B04-3）。
作者简介：詹伟刚（1985—），男，浙江人，博士，研究方向：机械结构非线性与稳定分析。
l l 02×2B y T l l 02×1l l 02×2C y l l 02×1l l 01×2l l 01×2-GI p ll l 01×2l l 01×2GI p l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 10×10（1）A i =EI di l 3126l 6l 4l l l 2B i =EI di l 3-126l -6l 2l l l 2C i =EI di l 3-12-6l -6l 4l l l 2（i =x ，y ）构长度相同的情况下，塔身的等效工作主要为抗弯惯性矩I di 的等效，以及扭转惯性矩I p 的等效。
1.1塔架单元等效抗弯惯性矩对于独立高度时的格构式塔架，当只受端部水850——图3三杆式附着装置计算模型运用柔度系数的概念，角点的位移又可表示为：Δa Δb b b =b b δP aP b b b =δaaδab δba δbb b b P aP b b b（7）式中：b b δ———柔度系数矩阵，其数值与结构形式有关；δaa ———a 片柔度系数，在a 片桁架上作用单位力P a 时，P a 方向的位移；51————52FZQ1380型塔式起重机塔身为正方形结构，主弦杆之间的跨距为2580mm，标准节的高度为将一次附着时的格构式塔身等效为实腹式后的模型如图6所示，其加入边界条件后的整体刚度图4FZQ1380型塔机塔身的标准节模型图5FZQ1380塔身附着装置模型图6FZQ1380型塔机塔身一次附着模型简图K=002×20002×1B y20002×1Bx2T002×20002×1C x2+A x1+k xx000k xy000k xm00002×2By2T002×2k xy0000C y2+A y1+k yy000k ym000001×20001×2-KΦ2k xm000k ym000KΦ2+KΦ1+k mmm m m m m m m m m m m m m m m m m mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm mm10×10（21）53——通过表3中的数据可以看出，本文计算得到的各撑杆受力大小与有限元软件分析计算得到的各撑杆受力大小的误差均在5%以内，满足实际工程中的应用要求，验证了本文计算结果的有效性。
塔式起重机附着反力的计算探讨
关键词 ： 塔式起重机 ； 附着反 力； 计算 ； 探讨
ｌ 附着 水 平 Ｓ 及 扭 矩 Ｍｎ
塔机在 附着状态，塔身 的力学模型可视为一多跨外伸梁 ， 塔 机 附着装置可视 为支座链杆， 最高一处附着装置 的载荷最大 。产 生 的载荷为两种 ：①塔机在工作状态或非工作状态 下 由不平衡 力矩 、 变幅小车行走惯性力、 风载产生 的水平力 Ｓ ； ②塔机在工作
状 态 由 风 载 和 回转 惯 性 力 产 生 的 扭 矩 Ｍｎ 。 扭 矩 的 计 算 非 常 简 单， 只 要将 塔机 上部 回转 部 件 所 受 的风 力 、 回转 惯 性 力 乘 上 各 自 的作 用 点至 回转 中心 的距 离 求 代 数 和 即可 得 到 。 水平 力 Ｓ的 计 算可建立图 １ （ ａ ） 的力 学 模 型 。 Ｍ
度之和的 １ ／ ２ ， 即Ｌ Ｈ ＝ １ ／ ２ ・ （ Ｌ 。 ＋ Ｌ ， 见图 １ （ ｂ ） 。
两 个 方 位 ， 故 应 用 矢 量 合 成 ， 即Ｒ ： 、 ／ （ Ｒ ： ＋ Ｒ ， ＋ Ｒ ） ＋ Ｒ ： ． ： Ｓ
２ 附着装置支撑杆 件的最大值
今 以 最 普 遍 应 用 的 三 根 支 撑 杆 的 附 着 体 系 为 例 ，求 Ｒ 、
工 艺 与设 备
／
Ｒ ＋ Ｒ ２
， 。 ／ ｆ 、 Ｍ ｎ Ｄ Ｉ
、
争ｉ ｎ ０ ｌ ｃ ｓ ０ ｌ ‘ ｎ ｓ ｏ 仅 ｔ ’ ． （ １ － ２ ｌ ｓ ￣ ｉ ｎ ） ｃ ｌ ３ ｏ ｓ ３ １
＝
ｂ Ｓ ｃ ｌ ｏ ｎ ｓ ｏ ａ ｌ ２ ｌ ａ ｓ ｉ ｂ ｎ 南 ３ １ ｌ
将求 出的 ０极值代入 （ ３ ） 式， 即可得 到附着水平反力的 Ｒ 最
塔式起重机附着、顶升作业安(三篇)
塔式起重机附着、顶升作业安1、附着式固定式起重机的基础和附着的建筑物其受力强度必须满足塔机的设计要求。
2、附着时应用经纬仪检查塔身的垂直并用撑杆调整垂直度，其垂直度偏差不得超过2／1000。
3、每道附着装置的撑杆布置方式、相互间隔和附墙距离应符合原生产厂家规定。
4、附着装置在塔身和建筑物上的框架，必须固定可靠，不得有任何松动。
5、轨道式塔式起重机作附着式使用时，必须加强轨道基础的承载能力和切断行走电机的电源。
6、风力在四级以上时不得进行顶升、安装、拆卸作业，作业时突然遇到风力加大，必须立即停止作业，并将塔身固定。
7、顶升前必须检查液压顶升系统各部件的连接情况，并调整好爬升架滚轮与塔身的间隙，然后放松电缆，其长度略大于总的顶升高度，并紧固好电缆卷筒。
8、顶升操作的人员必须是经专业培训考试合格的专业人员，并分工明确，专人指挥，非操作人员不得登上顶升套架的操作台，操作室内只准一人操作，必须听从指挥。
9、顶升作业时，必须使塔机处于顶升平衡状态，并将回转部分制动住。
严禁旋转臂杆及其他作业。
顶升发生故障，必须立即停止，待故障排除后方可继续顶升。
10、顶升到规定自由行走高度时必须将搭身附着在建筑物上再继续顶升。
11、顶升完毕应检查各连接螺栓按规定的预紧力矩紧固，爬升套架滚轮与塔身应吻合良好，左右操纵杆应在中间位置，并切断液压顶升机构电源。
12、塔尖安装完毕后，必须保证塔身平衡。
严禁只上一侧臂就下班或离开安装作业现场。
13、塔身锚固装置拆除后，必须随之把塔身落到规定的位置。
14、塔机在顶升拆卸时，禁止塔身标准节未安装接牢以前离开现场，不得在牵引平台上停放标准节(必须停放时要捆牢)或把标准节挂在起重钩上就离开现场。
塔式起重机附着、顶升作业安（二）塔式起重机附着、顶升作业是一项非常复杂和危险的工作，需要高度的专业知识和技能。
为了确保工作的安全进行，制定一份附着、顶升作业安全范本是非常重要的。
下面是一份简要的安全范本，以确保工作的安全性。
塔式起重机塔吊超长附着附着支撑杆及高强螺栓验算计算书
QTZ5012塔机附着支撑杆及高强螺栓验算工程名称：施工单位：编制单位：一、工程概况该项目工地安装一台重庆桥瑞机械厂生产的QTZ5012塔机，塔身中心距建筑物7.8m，附着支撑杆与塔身的角度较小，不满足塔机说明书的规定，需重新计算。
附墙耳板座与建筑物剪力墙用M24高强螺栓夹持连接，其余采用销轴连接。
附着装置采用三杆式体系，附着支撑杆采用10φ无缝钢管。
159⨯与塔身上的附着框架采用销轴铰接。
顶升加高标准节前，应先安装附着装置，然后顶升加节，附着装置以上的塔身悬伸高度不得超过塔机使用说明书的规定高度。
二、编制依据GB/T13752 塔式起重机设计规范GB/T5031—2008 塔式起重机DBJ50—140—2012 塔式起重机安装与拆卸技术规范JGJ33-2012 建筑机械使用安全技术规程重庆桥瑞QTZ5012塔机使用说明书工程施工图三、塔机支撑杆布置及支撑杆受力验算1.计算力学模型塔机在附着状态为一多跨外伸梁，附着装置可视为支座链杆，由结构力学可知，多道连续梁在承受杆端弯矩、轴向力、横向剪力时，最上一道支座链杆（附着装置）受力最大，由上到下受力逐次递减。
只要计算出第一道附着装置的内力，以后安装第二道附着装置后，其内力与第一道相同，第一道附着的内力减小；随着附着道数的增多，始终是最上一道附着装置受力最大。
由于塔身附着处载荷小于独立状态时载荷，故不需再验算塔身强度及稳定性，只计算附着反力。
附着装置在工作状态下主要承受风载和起升平面弯矩产生的水平力，以及扭矩引起的内力。
计算多跨外伸梁的支座反力（即水平力）相当繁琐，根据我公司多次的计算对比，可简化为一端固定另一端只有一个链杆的一次超静定结构。
由于附着状态下最上一道附着受力最大，据以上力学模型可求得该处附着框水平合力为F，由该塔机使用说明书查得附着框扭矩M。
n 三杆式附着为静定体系。
当水平力和扭矩为恒定值时，各杆件的内力随水平力的方位变化而改变。
塔机起重臂在0360范围内回转，各杆件在回转过程中分别出现最大内力。
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塔式起重机附着装置受力计算及使用要
求
伴随我国经济实力的增加，现代建筑施工技术的快速进步，土地资源的减少，城市中高层建筑施工日趋增多，塔式起重机（以下简称塔机）附着装置的使用也越来越频繁。
为了更好、更安全的使用塔式起重机的附着装置，下面通过对附着装置在使用过程中附着处支座的受力及附着杆的受力进行计算、分析，浅析它在安装、使用中的注意事项。
计算塔机附着装置的受力时按如下2种工况进行附着处支座和附着杆的受力计算：
计算工况Ⅰ 塔机满负荷工作，起重臂顺着塔身方向，风垂直吹向起重臂、风载作用产生的扭矩与旋转机构作用产生的扭矩方向一致。
计算工况Ⅱ 塔机处于非工作状态，起重臂位于塔身对角线方向，起重臂能随风回转，风由起重臂吹向平衡臂，不考虑扭矩的影响。
1.附着处支座的受力计算
计算塔机附着处支座的受力时，可以将其塔身简化成多点支承的悬臂连续梁，如图A所示。
由于塔机最上一道附着处附着装置受力最大，并以此道附着装置的荷载分析附着装置受力，对附着装置进行设计计算。
因此实际计算其附着处支座的受力时，为了简化计算，可以将多点支承的悬臂连续梁简化成2点支承的悬臂连续梁。
计算简图如图B。
图A 塔身受力图 图B 塔身简化受力图
M1=（8×M×Lb+8×Pw×Lc×Lb-q1×La3-
2×q2×Lb3+4×q3×Lc2×Lb）/（12×La+16×Lb） （1）
Fv=［2×M1+2×M+2×Pw×（Lc+Lb）
+q2×Lb2+q3×Lc×（Lc+2×Lb）］/（2×Lb） （2）
式中： M-作用于塔身端部的弯矩，塔身上部各部件的自重与工作载荷
对塔身回转中心的力矩之和；
Pw-作用于塔身上部各部件的风载之和；
q1、q2、q3-作用在塔身各部段上的风载，计算工况Ⅰ时，风吹向塔身
方向，不考虑高度变化的影响，q1=q2=q3；计算工况Ⅱ时，风吹向塔身
对角线方向，考虑高度变化的影响, q1取平均值，q2、q3取大值；
La、Lb、Lc塔身各部段的高度，如仅有一道附着装置、令La=0；
M1-多余约束弯矩；
Fv-塔身最上面一道附着处的作用力。
计算工况Ⅰ时，分别计算塔身端
部弯矩与风载作用形成的作用力Fv1与Fv2，Fv1与Fv2相互垂直、作用于
塔身方向；计算工况Ⅱ时，端部弯矩与风载共同作用形成的作用力Fv，
作用于塔身对角线方向。
2.附着杆的受力计算
如图c所示，∑X=0、∑Y=0、∑Mc=0，解出附着杆对附着框的作用
力Nbd、Nac，Nbc。
附着杆对附着框的作用力与附着框对附着杆的作用
力大小相等、方向相反，可知附着杆的受力情况。
Nbd=[Fv1(sink1-cosk1)+ Fv2(sink2-cosk2)±2Mn/L]/2sinb （3）
Nac=[Nbd(cosb/cosc-
sinb/sinc)+Fv1(cosk1/cosc+sink1/sinc)+Fv2(cosk2/cosc+sink2/sinc)]/(cosa/（4）
Nbc=( Fv1sink1+Fv2sink2-Nacsina-Nbdsinb)/sinc （5）
式中：Fv1、Fv2-附着处的作用力，计算工况Ⅰ时，Fv1与Fv2相互垂
直，计算工况Ⅱ时，Fv1与Fv2方向相同，Fv=Fv1+Fv2；
K1、K2-附着处支座的作用力与塔身平行线的夹角，计算工况Ⅰ时，取
K1=0o、90o、180o、270o,K2=90o、180o、270o、360o循环计算；计算
工况Ⅱ时，K=K1=K2、取K=45o、135o、225o、315o进行计算；
Mn-风载与回转机构产生的扭矩，计算工况Ⅰ时，按最不利原则进行叠加，；计算工况Ⅱ时，Mn=0；
a、b、c-附着杆与建筑物（建筑物的外边线平行于塔身）的夹角。
图C 附着杆受力图
通过上述的计算、分析可知：
2.1塔机最上一道附着处附着装置受力最大、塔身受力最大。
2.2塔机最上一道附着处附着装置受力、塔身受力，受到它上面塔身悬高及附着装置的间距影响，随着它上面塔身悬高的增加、其受力大幅度增加，随着附着间距的变化、其受力随着变化。
2.3附着杆的受力，受到附着杆与建筑物夹角的影响。
附着杆对称布置、附着杆与建筑物（建筑物的外边线平行于塔身）的夹角位于45o 与60o之间，附着杆受力较好。
2.4随着塔机中心与建筑物距离的变化，附着杆的受力状况随着改变，该距离越小，附着杆受力状况越好。
3.塔机附着装置安装与使用
3.1塔机制造商供货时，应按GB/T5031-2008?塔式起重机?的要求在使用说明书中提供：按制造商推荐的附着间距和独立高度时塔身附着点的作用力。
并应说明主要作用力来自工作状态还是非工作状态，以及相应的风速和作用方向。
3.2使用附着装置的塔机、在安装前要制定附着装置的施工方案，方案应有如下内容：
3.2.1附着装置在塔身上的高度位置、附着装置上面塔身的独立（自由）高度的选择，必须符合塔机使用说明书的相关要求。
3.2.2塔机塔身中心与建筑物的距离、附着杆与建筑物的夹角等参数的选择，应符合塔机使用说明书相关要求，不符合时由专业工程师进行的相应计算，确定采取处理的安全措施。
3.2.3附着装置的安拆方案。
3.3附着装置的所有零部件应采用塔机原制造厂的产品。
如因现场需要不能采用原制造厂的产品时，应由专业工程师进行设计、具有相应资质的制造商进行制作与改造，并进行相应测试后才能投入使用。
3.4塔机安装附着装置后，塔身轴心线的侧向垂直度必须符合标准规定的相应要求。
3.5同一套附着装置中的附着框、附着杆、附着预埋支座应在同一水平面内，水平角的误差不得大于±10°，且宜采用附着框端偏高的方法设置。
3.6附着杆与附着框、附着预埋支座的联接必须采用铰接方式，使附着杆成为二力杆仅承受轴向力的作用，不承受弯曲或扭转载荷。
3.7附着框与塔身的联接必须可靠，能有效地传递附着处的作用力，且不会产生额外的附加力和塔身结构的变形。
3.8与附着装置预埋支座相联的构筑物必须能承受附着装置所传递的作用力。
4.小结
以上给出了固定式塔机附着装置的力学特性以及力学计算，附着装置在工程实际中的使用与注意事项，只要我们本专业从业人员掌握了基础安全知识，对塔机安全使用有足够认识，一定能够减少或规避塔机的事故风险。
参考文献
1. GBT 13752-1992 塔式起重机设计规范
2. GBT3811-2008 起重机设计规范
3.GB/T5031-2008 塔式起重机。