第十二章去问问.ppt

随着城市高层建筑的飞速发展，要求塔式起重机塔身的高度越来越高，塔架的载荷与变形之间的非线性影响也随之增大，主要反映在塔架的位移和剪切力的计算中存在明显误差，因此塔桅结构的非线性计算更显其重要性。塔架的非线性力学模型如图12-26所示，其受力情况可归纳为轴向力N与集中横向力P、弯矩和均布横向力的联合作用。 塔架在轴向力N、集中横向力P、弯矩Mo和均布力的联合作用下产生挠性弯曲变形时，其微分方程的表达形式为； 从式（12-39）的性质可以看出，外力P、、具有独立性，可以分别计算而后叠加，因此分别计算如下。 随着城市高层建筑的飞速发展，要求塔式起重机塔身的高度越来越高，塔架的载荷与变形之间的非线性影响也随之增大，主要反映在塔架的位移和剪切力的计算中存在明显误差，因此塔桅结构的非线性计算更显其重要性。塔架的非线性力学模型如图12-26所示，其受力情况可归纳为轴向力N与集中横向力P、弯矩和均布横向力的联合作用。 塔架在轴向力N、集中横向力P、弯矩Mo和均布力的联合作用下产生挠性弯曲变形时，其微分方程的表达形式为； 从式（12-39）的性质可以看出，外力P、、具有独立性，可以分别计算而后叠加，因此分别计算如下。 塔式起重机的塔身及其他塔桅结构的整体稳定性是必须考虑的。一般而言，压杆失稳可能有三种情况，即轴心压杆失稳、偏心压杆的边缘纤维屈服及侧向弯扭失稳。对于封闭的矩形空间桁架式塔柱，发生侧向弯扭失稳的可能性极小，因此，在偏心载荷比较大时，主要是以塔架边缘纤维屈服作为失稳准则；而偏心载荷较小时，主要是轴心压杆失稳，因根据不同的外载情况，分别计算其整体稳定性。 附着式塔身一般按带悬臂的多跨连续梁计算，锚固装置相当于一个刚性指点。我国QT4-10型塔式起重机设计组曾对该型塔式起重机进行过现场应力实测，从实测的数据来看，与按多跨连续梁的理论计算不相符合。理论计算表示出塔身主角钢应力自上而下沿跨度交替变号递减。 第十二章 塔架 第一节 塔式起重机塔身的结构及载荷 塔式起重机是机械化建筑施工中不可缺少的起重机械。建国以来，我国自行设计了多种塔式起重机，如适用于一般房屋建筑的QT2-6、QT3-8、QT-15等移动（上回转）式塔式起重机 p=2 ? ? 由上述分析可以看出，不论塔架采用何种腹杆体系和高度，其扭矩分配到塔架各片平面架上的力偶力均为/a和/b,并且不论相邻两片平面桁架的腹杆体系是否相同，也不论腹杆截面积的大小，扭矩分配到各片平面桁架上得力都是不变的（而扭矩在两对互相平行的桁架之间的分配则相同，都是/2，可称为扭矩均分法）。只是当腹杆体系不同时，其杆件的内力不同，弦杆受力与否不同以及塔架的扭矩变形不同也就是空间塔架的扭转刚度不同。图12-17a所示的塔架比12-17b的扭转刚度大。 ? 通常塔架的下端都是与基础或其他结构件相连接成一体的，可视为下端固定，而上述分析是以自由扭转为前提的，这将带来一定的误差。当三角形腹杆体系的塔架节间数n=3时，约束最大，根部弦杆应力约为腹杆应力的15%~20%；当节间较多时离开根部向上第4个节间弦杆应力将减小一半，第6节间弦杆几乎不受力，这表明其离开根部向上的各弦杆应力衰减的迅速性。 就根部弦杆受力而言，当节间数n10时，根部弦杆应力还达不到腹杆应力的10%，当节间数n20时，它就小于腹杆应力的5%，其他节间弦杆应力则更小。其它腹杆体系塔架的约束扭转情况与此类似。 通常塔架的节间数n10,且多为正方形截面，按自由扭转计算基本上是符合实际的。塔架的约束扭转角小于自由扭转角，但对较高的塔架（n10），两种扭转角相差甚微，亦可按自由扭转计算。 2.对空间塔架危险截面的内力分析 若只需对塔架受力最大的危险截面计算时，则不必将塔架分解为平面桁架，而先根据外力作用求出该截面上的轴向力、弯矩、剪切力和扭矩，再计算塔架的弦杆和腹杆内力，扭矩主要由腹杆承担，计算方法与前述相同。 3.把空间桁架作为一个整体结构计算 对轻型空间桁架，多视为铰接的杆系结构；对重性空间桁架。则应考虑节点连接刚度的影响。采用杆系有限有限单元法对整体结构进行应力和位移分析能达到所需要的精度。 二、位移的计算方法 在P、、作用下，图12-25所示塔架塔顶产生的侧向水平位移，由下面分别计算。 ? 1）在横向力P作用下的水平位移。用莫尔位移公式计算： 如对于三角形腹杆体系塔架，塔顶在P力作用下弦杆和斜腹杆受力，而塔顶两横杆和塔顶节间的两根弦杆不受力，则： 2）在端弯矩作用下，只有弦杆受力，腹杆不受力，即=，=ic/（2a），=0，则， 3）在均布力作用下，弦杆、腹杆均受力，即： 塔架顶部总的水平位移： 其他腹杆体系塔架的位移计算式与此式类似，可参阅文献。 ? 《起重机设计规范》规定，小车变幅塔式起重机在额定起升载荷及小车自重载荷作用下计算塔架与臂架连接处的