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塔机附着形式的研究

  • 投稿新塘
  • 更新时间2015-10-07
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苗雨顺,黄楠,徐艳华

(山东省建筑科学研究院山东济南250031)

【摘要】针对塔机现行使用的四杆式和三杆式两种形式的附着,本文以QTZ63塔机为例建立了有限元模型,得出了两种附着形式的区别,为其应用提出了建议。

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关键词 塔机;附着形式;四杆式;三杆式

近年来,高层建筑层出不穷,塔机独立高度已远远不能满足高空的需要,塔机附着已成为了一种常态。塔机附着时,是将塔身用一定数量的附着装置固定在周围的建筑物上,以增加塔身的刚度,改善塔身的受力状态,从而保证了安全稳定,扩展了塔机的使用范围,满足了施工需要。

1. 塔机附着常见形式

塔机附着装置由附着框、附墙座和附着撑杆三部分组成。根据附着撑杆的不同,塔机附着的常见形式主要有以下两种,四杆式附着和三杆式附着,如图1所示:

2. 建立模型

为了研究两种附着形式的区别,本文以QTZ63塔机为例建立了有限元模型,模型中的杆件以梁单元处理,塔身底部以固定点约束,附着杆两端以固定点约束并释放绕Z轴的转动自由度。

除附着形式不同外,模型中其余情况相同,四杆附着模型如图二,共有节点824个,单元1460个;三杆附着模型如图三,共有节点824个,单元1458个。

3. 计算结果

(1)按图2、图3建立模型,将塔身以上载荷加到塔身顶部,载荷分别有塔身以上部件自重及其产生的弯矩:Q=312.5 KN,M=493.4KN·m ,回转切向力的力及扭矩F回转 =390N , T回转 =80.24KN·m ,风荷载产生的力及扭矩 F风=9.5KN·m ,T风=27.2KN·m ,塔身自重由程序处理,塔身风荷载加到各单元。

在附着杆同为四块 角钢和板拼接的情况下,结果如表1:

(2)从以上结果可以看出,三杆附着比四杆附着塔身顶部位移变化不大,但附着杆应力差别较大。

4. 解决方案

(1)为达到和四杆附着同样大的应力,本文采用加大材料的办法对三杆附着的附着杆进行加强,当用四块 角钢和板拼接时,结果如表2:

(2)从表1、2可以看出,当附着杆拼接料由 角钢改为 角钢时,三杆附着的受力效果才和四杆附着的效果相一致,但同时,三杆附着的附着杆重量为524 ,而四杆附着的附着杆重量为384 ,重量增加了36%。

5. 结论

基于以上计算,得出以下结论:三杆附着的制作、安装拆卸比四杆方便,但塔机附着为三杆时,附着杆的材料规格只有比四杆大时,才能达到与四杆附着等同的效果,同时,附着杆的重量增大了不少。而且,三杆附着时塔身的扭转比四杆附着大。为节约成本和安全考虑,建议优先采用四杆式附着。

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参考文献

[1]严尊湘等塔式起重机四附着杆最大内力的计算 《建筑机械化》 2012年08期.

[2]董智力等塔式起重机四附着杆的计算[J];建筑机械;2005年10期.

[3]王明月等塔机附着力实用计算方法建筑机械2014年第7期.

[文章编号]1006-7619(2014)12-01-764