浅谈塔式起重机附墙计算理论及检验过程中的一些注意事项.doc

浅谈塔式起重机附墙计算理论及检验过程中的一些注意事项 第 PAGE \* Arabic \* MERGEFORMAT 8 页第 PAGE \* Arabic \* MERGEFORMAT 8 页 浅谈塔式起重机附墙计算理论及检验过程中的一些注意事项 汤 晖 南通市建筑工程质量检测中心 南通 226000 【摘 要】：塔式起重机附墙在建筑工地日常使用过程中起着不可或缺的重要作用，本文主要从附墙的基本计算理论出发，针对用户在安装使用时遇到的一些特殊情况，阐述附墙受力特点。 【关键词】：塔式起重机附墙，计算理论，附墙检验。 近年来随着国内高层建筑物的不断涌现，对塔式起重机（以下简称塔机）的起升高度提出了更高的要求。为了提高塔机的起升高度，保证塔机在使用过程中的稳定性，随着建筑物的不断增高需在建筑物上对塔机进行相应的附着，本文主要针对塔式起重机附墙讨论其计算基本理论并结合在检验过程中碰到的一些实际问题做简要的探讨。 附墙计算的基本理论 附墙支座反力计算 当塔机在独立高度工作时，可看做底部固定的悬臂梁，利用力学三个平衡方程即可计算出塔机根部的支座反力和弯矩。 力学方程如下： （1） （2） （3） 当独立高度不满足工作要求时需在塔身增设一道附墙，此时出现一个未知力(附墙有几道则未知力就有几个)，即附墙处的支座反力，显然三个力学平衡方程不能解四个未知力，结构由静定结构转变为一次超静定结构，此时可通过结构力学中的“力法”或“位移法”建立一个补充方程即可算出附墙的支座反力。 补充方程（此处使用“力法”建立补充方程）： 11X1 + 1P = 0 （4） 11——虚设单位力引起的位移 X1——待求的未知力 1P ——实际载荷引起的位移 当塔机上有多道附墙时，结构亦转为多次超静定结构，需建立多个补充方程求解支座反力。附墙框之间的间距也是决定附墙处支座反力大小的因素之一，换句换说，附墙框之间上下相对距离也决定了附墙支座反力的大小。但在实际设计计算时，最高一道附墙受到的力与弯矩最大，故最上一道附墙满足要求时，下面各道附墙自然满足。 附墙撑杆的计算 众所周知，附墙撑杆两端分别与附墙框和墙体支座使用销轴进行连接，力学上称之为“铰接”，根据附墙安装特性与受力分析，附墙撑杆上只承受拉力或压力作用，没有剪力，因为两端铰接，也没有弯矩作用，所以可以肯定附墙撑杆为“二力杆件”，对于“二力杆件”我们只需计算撑杆的抗拉强度及压杆稳定性。 抗拉（压）强度计算公式： （5） ——附墙撑杆拉（压）应力 ——材料许用应力 F——附墙撑杆所受拉（压）力 A——附墙撑杆的净截面面积 压杆稳定计算公式： （6） 式中为压应力，计算公式见式（5） ——稳定系数,由长细比确定。 （7） ——长度系数（由杆件约束条件确定，对两端铰接的取1.0） ——撑杆长度 ——回转半径 （8） ——截面惯性矩 ——净截面积 由公式（7）、（8）可知，稳定系数的大小由杆件约束条件、杆件长度、截面惯性矩及截面面积多个因素决定。 检验过程中遇到的一些特殊问题 附墙在建筑物上的的安装形式随建筑物构造的改变而改变，一般常规的附墙与墙体的连接形式为穿墙螺栓固定。在实际使用过程中，因为建筑物的构造的特殊性，经常会碰到其他的固定方式，以下就做简要介绍。 附墙支座绑定在墙柱上 当附墙附近无适当的墙体供其固定时，一些单位则将附墙使用螺柱绑定在墙柱上（如图1），分析附墙支座在墙柱上的固定方式可知，当撑杆受到的拉力或压力大于附墙支座与墙柱之间的摩擦力时，附墙支座与墙柱之间将产生相对滑动，此时绑定的四根螺柱只有两根承受剪力，螺柱的受剪面积减小了50%，使两根螺柱的剪应力增加两倍，提高了螺柱被剪断的可能性。 图1 图2 附墙支座固定顶板上 也有一些施工单位将附墙支座固定在楼层顶（底）板上（如图2），此类固定方式同样也改变了螺柱的受力方式，即螺柱由原来受拉力及剪力转变成受纯剪力。为分析两类螺柱的受力情况，判断哪种螺柱更容易破坏，我们使用Solidworks建立螺栓的3D模型。在此我们不关心螺柱螺牙的受力情况，为减少有限元模型的网格数量，故将螺柱简化为圆柱模型，并使用Solidworks自带有限元分析插件Simulation进行有限元分析，分析结