塔式起重机附着杆内力的计算

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近年来，在城市建设 中，随着高层和超高层建筑的不断涌现，建筑物的高度与日俱增，作为高层建筑施工垂直运输机械，附着式塔机的应用亦日益广泛。为确保施工安全，附着式塔机在施工中附着杆的内力计算显得尤为重要，它对附着撑杆的稳定性设计有直接的影响，为此笔者结合有关工程实践，通过对塔机施工工况的力学分析，提出了-种高层建筑施工中附着式塔机附着杆内力的计算方法。

1 模型的描述和简化首先，由于最顶端的两道附着受力最大，其余的附着受力很小，所以计算模型简化为两道附着 ，如图 1所示。

分析附着 A 处所受外力，如 图2所示。A处受到的外力有两个方向的剪力 和 、扭矩 ，两个方向的弯矩 和 。

2 公式推导由力和力矩的平衡方程导出 、Q 、 单独作用时各附着杆的内力公式，如表 l所示。

由力矩分配法求得由弯矩 产生的剪力如下，公式推导略。

图2 Al处受力分析示意图 塔机计算模型 。 、 用 Q 替代表 1中的 得F，4- QM x4 aQM (tang-tanf)-2 sine[tang(btanf口)ntanfF -- 竺 !垒!兰 ：±- 2 sing(btanf 12atanfcosg同理可得在弯矩 单独作用时，各附着杆的内力计算公式El 5-面QMy建筑机械化2013(03)57Design& Research 设计研究表1 内力计算公式单独作用 各附着杆的内力计算公式- Q .- aQ (tang-tanf) F，-Q ( tanf2a)- 2 sin-f- - 2 sine[tang(btanf )atanf] - 2 sing(btanf以)2atanfcosgP 2- Q F 2-Q ( tanf sing2atanf sing-b singtanf-a sing-aCOSgtanf)-2 sinf - 2[sing(btanfa)cosgatanf]sinP- Q (导a)tan，-sing(btanf 1aCOSgtanf， F 3- ! F 3-T(btanftangatangatanfbtan ，) F 3 . . 。 b sinf -cos e(btan ftarg，abtanftangabtan -厂) s ng 了) cosg5 QMy(btanf sing2atanf sing-b singtanf-a sing-aCOSgtanf)2[sing(btan，以)口COSgtanfsinPQ (粤 )tanf- sing(btanl厂a)aCOSgtan厂综上所述，将以上5种载荷单独作用产生的内力叠加，得到3个附着撑杆的内力分别为F1 F1 F1Fx F - F 七F F F 七F÷F3F0七F3 F；F F3s3 公式验证现以某公司的FTZ6010为例，验算的工况是幅度 60m 吊重 1t，起升起制动，风力垂直于起重臂，将其载荷和尺寸换算成本文的参数：a 3 039ram ，b 1 700mm，Ll 113 750ram ，L225 000mm，f：60。，e42。，g60。，Qx0，Q -1 1 485N， -194 107Nm， -1 14 745Nm ， 1 290 782.6Nm 。

用有限元计算3个杆的内力进行验证，模型如图3所示，结果对比如表2所示。

表2 两种方法计算结果对比Fl公式计算结果 (N) -88201 136576 2847有限元计算结果 (N) -86214 l33627 l937差值 (N) 1987 2949 91O差值百分比 (%) 2.3 2.2 47由表 2可以看出，对于承受F 和 的杆 1和杆 2来说，和有限元方法得到的结果相比，公58 201 3(03)建筑机械化图3 塔机有限元模型式计算的结果误差不大。对于承受 的杆3来说，虽然和有限元方法得到的结果相比，公式计算的结果误差很大，但是由于杆 3和其它两杆相比，在这个工况下受力很小，所以误差可以忽略。

4 结 论本文介绍了-种利用力矩分配法求解超静定附着装置的方法，并且用有限元方法验证了该方法的精度和可行性。该方法简单快捷，避免了步骤繁琐的力法或位移法，提高了计算效率。 圈(编辑 贾泽辉)[中图分类号]TH212；TH213.3[文献标识码]B[文章编号]1 001-1 366(201 3)03-0057-02[收稿日期]201 3-01-08