塔吊附着计算：支座力、附着杆内力、工况、附着杆强度、焊缝强度、预埋件等

　　塔吊常识－塔吊附着计算：参数信息、支座力计算、附着杆内力计算、工况的计算、附着杆强度验算、焊缝强度计算、预埋件计算、附着支座连接的计算、附着设计与施工的注意事项。

一. 参数信息

　　塔吊高度:38(m) 附着塔吊最大倾覆力距:500.00(kN.m) 附着塔吊边长:1.50(m) 附着框宽度:1.70(m) 回转扭矩:50.00(kN/m) 风荷载设计值:0.10(kN/m) 附着杆选用：[16b槽钢 附着节点数:1 附着点到塔吊的横向距离:3.00(m) 18

二. 支座力计算

　　塔吊按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。 附着式塔吊的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下: 风荷载取值 q=0.10kN/m 塔吊的最大倾覆力矩 M=500kN.m 计算结果: Nw=36.911kN

三. 附着杆内力计算

　　计算简图: 计算单元的平衡方程为: 其中 19

四. 工况的计算

　　塔吊满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。 将上面的方程组求解，其中 从0-360循环， 分别取正负两种情况，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力： 杆的最大轴向压力为：82.15 kN

六. 附着杆强度验算

1．杆件轴心受拉强度验算 验算公式: =N/An≤f 其中 N——为杆件的最大轴向拉力,取N=82.15kN； ——为杆件的受拉应力； An——为杆件的的截面面积，本工程选取的是[16b槽钢, 查表可知 An=2515.00mm2； 经计算，杆件的最大受拉应力 =82.15× 1000/2515.00=32.66N/mm2。 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2,满足要求!
2．杆件轴心受压强度验算 验算公式: =N/ An≤f 其中 ——为杆件的受压应力； N——为杆件的轴向压力,杆:取N=82.15kN； An——为杆件的的截面面积，本工程选取的是[16b槽钢,查表可知 An=2515.00mm2； ——为杆件的受压稳定系数,是根据 查表计算得, 杆:取 =0.773, ——杆件长细比,杆:取 =66.716。 20 经计算，杆件的最大受压应力 =42.23N/mm2。 最大压应力不大于拉杆的允许压应力2165N/mm2,满足要求!

七. 焊缝强度计算

　　附着杆如果采用焊接方式加长，对接焊缝强度计算公式如下: 其中 N为附着杆的最大拉力或压力，N=82.150kN； lw为附着杆的周长，取563.00mm； t为焊缝厚度，t=8.50mm； ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取 185 N/mm2； 经过焊缝强度 = 82150.00/(563.00×8.50) = 17.17N/mm2。 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!

八. 预埋件计算

　　依据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002第10.9条。 1．杆件轴心受拉时，预埋件验算 验算公式: 式中 As——预埋件锚钢的总截面面积：As=3.14×122×3× 2/4=679mm2 N——为杆件的最大轴向拉力,取N=82150.00N α b——锚板的弯曲变折减系数，取 α b=0.6+0.25t/d=0.81 经计算: As=82150.00/(0.8×0.81×300.00)=423.45mm2≤ 678.67mm2 满足要求! 2．杆件轴心受压时，预埋件验算 验算公式: 21 式中 N ——为杆件的最大轴向压力,取N=82148.12N z——沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离 α r——锚筋层数的影响系数，双层取1.0,三层取0.9，四层取 0.85 经计算: As=82148.12/(0.81×0.90×300.00)=376.39mm2≤ 678.67mm2 满足要求!

九. 附着支座连接的计算

　　附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：
1． 预埋螺栓必须用Q235钢制作；
2． 附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C30；
3． 预埋螺栓的直径大于24mm；
4． 预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求： 其中n为预埋螺栓数量；d为预埋螺栓直径；l为预埋螺栓埋入长度；f为预埋螺栓与混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为 3.0N/mm^2）；N为附着杆的轴向力。
5． 预埋螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8 只；预埋螺栓埋入长度不少于15d；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。

十. 附着设计与施工的注意事项

　　锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则：

1． 附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处；
2． 对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；
3． 在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；
4． 附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装 塔吊稳定性验算 塔吊稳定性验算可分为有荷载时和无荷载时两种状态。

　 (一)、塔吊有荷载时稳定性验算

　　塔吊有荷载时，计算简图: 塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中 K1——塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G——起重机自重力(包括配重，压重),G=833.00(kN)； c——起重机重心至旋转中心的距离,c=0.50(m)； h0——起重机重心至支承平面距离, h0=6.00(m)； b——起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=1.50(m)； Q——最大工作荷载,Q=50.00(kN)； g——重力加速度(m/s2),取9.81； v——起升速度,v=0.50(m/s)； 23 t——制动时间,t=20(s)； a——起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00(m)； W1——作用在起重机上的风力,W1=1.00(kN)； W2——作用在荷载上的风力,W2=1.00(kN)； P1——自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00(m)； P2——自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m)； h——吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00(m)； n——起重机的旋转速度,n=1.0(r/min)； H——吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝ 28.00(m)； ——起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)， =2.00(度)。 经过计算得到 K1=2.153 由于K1>=1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!

　(二)、塔吊无荷载时稳定性验算

　　塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 24 式中 K2——塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G1——后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=360.00(kN)； c1——G1至旋转中心的距离,c1=0.50(m)； b——起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=0.80(m)； h1——G1至支承平面的距离,h1=6.00(m)； G2——使起重机倾覆部分的重力,G2=50.00(kN)； c2——G2至旋转中心的距离,c2=3.50(m)； h2——G2至支承平面的距离,h2=28.00(m)； W3——作用有起重机上的风力,W3=5.00(kN)； P3——W3至倾覆点的距离,P3=15.00(m)； ——起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)， =2.00(度)。 经过计算得到 K2=1.517 由于K2>=1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求!