塔吊附着：支座力，附着杆内力、强度，附着支座连接等计算方式

　　塔吊建筑机械厂(http://www.fx68.net)将在本文中重点分析：塔吊附着计算计算书，详细讲述了支座力、附着杆内力、附着杆强度、附着支座连接等计算方式。

一、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简化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: 风荷载标准值应按照以下公式计算： ω k =ω 0 ×μ z ×μ s ×β z = 0.450×1.170×1.450×0.700 =0.534 kN/m 2 ； 其中 ω 0 —— 基本风压(kN/m 2 )，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：ω 0 = 0.450 kN/m 2 ； μ z —— 风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：μ z = 1.450 ； μ s —— 风荷载体型系数：μ s = 1.170； β z —— 高度Z处的风振系数，β z = 0.700； 风荷载的水平作用力： q = W k ×B×K s = 0.534×1.600×0.200 = 0.171 kN/m； 其中 W k —— 风荷载水平压力，W k = 0.534 kN/m 2 ； B—— 塔吊作用宽度，B= 1.600 m； K s —— 迎风面积折减系数，K s = 0.200； 实际取风荷载的水平作用力 q = 0.171 kN/m； 塔吊的最大倾覆力矩：M = 1718.000 kN·m； 弯矩图 变形图 剪力图 计算结果: N w = 100.5276kN ；

二、附着杆内力计算

　　计算简图: 计算单元的平衡方程: ∑F x =0 T 1 cosα 1 +T 2 cosα 2 -T 3 cosα 3 =-N w cosθ ∑F y =0 T 1 sinα 1 +T 2 sinα 2 +T 3 sinα 3 =-N w sinθ ∑M 0 =0 T 1 [(b 1 +c/2)cosα 1 -(α 1 +c/2)sinα 1 ]+T 2 [(b 1 +c/2)cosα 2 -(α 1 +c/2)sinα 2 ]+T 3 [-(b 1 +c/2)cosα 3 +(α 2 -α 1 - c/2)sinα 3 ]=M w 其中: α 1 =arctan[b 1 /a 1 ] α 2 =arctan[b 1 /(a 1 +c)] α 3 =arctan[b 1 /(a 2 - a 1 -c)] 2.1 第一种工况的计算: 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 θ从 0 - 360 循环， 分别取正负两种情况，求得各附着最大 的轴压力和轴拉力。 杆1的最大轴向压力为: 290.03 kN； 杆2的最大轴向压力为: 0.00 kN； 杆3的最大轴向压力为: 88.27 kN； 杆1的最大轴向拉力为: 0.00 kN； 杆2的最大轴向拉力为: 252.73 kN； 杆3的最大轴向拉力为: 164.13 kN； 2.2 第二种工况的计算: 塔吊非工作状态，风向顺着着起重臂， 不考虑扭矩的影响。 将上面的方程组求解，其中 θ= 45， 135， 225， 315，M w = 0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。 杆1的最大轴向压力为: 79.15 kN； 杆2的最大轴向压力为: 51.22 kN； 杆3的最大轴向压力为: 120.81 kN； 杆1的最大轴向拉力为: 79.15 kN； 杆2的最大轴向拉力为: 51.22 kN； 杆3的最大轴向拉力为: 120.81 kN；

三、附着杆强度验算

　　1． 杆件轴心受拉强度验算 验算公式:σ= N / A n ≤f 其中 σ --为杆件的受拉应力； N --为杆件的最大轴向拉力，取 N =252.729 kN； A n --为杆件的截面面积， 本工程选取的是2×16号槽钢； 查表可知 A n =2×2515.00 =5030mm 2 。 经计算， 杆件的最大受拉应力 σ=252729.235/5030.00 =50N/mm 2 ， 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力 215N/mm 2 ， 满足要求。
　　2． 杆件轴心受压强度验算 验算公式:σ= N / φA n ≤f 其中 σ --为杆件的受压应力； N --为杆件的轴向压力， 杆1: 取N =290.030kN； 杆2: 取N =51.218kN； 杆3: 取N =120.808kN； A n --为杆件的截面面积， 本工程选取的是 2×16号槽钢； 查表可知 A n = 5030 mm 2 。 λ --杆件长细比，杆1:取λ=147， 杆2:取λ=160， 杆3:取λ=141 φ --为杆件的受压稳定系数， 是根据 λ查表计算得： 杆1: 取φ=0.318， 杆2: 取φ=0.276， 杆3: 取φ=0.341； 经计算， 杆件的最大受压应力 σ=181.321 N/mm 2 ， 最大压应力大于拉杆的允许压应力 215N/mm 2 ， 满足要求。 

　　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： 0.75nπdlf=N 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。

四、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C20；
　　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： 0.75nπdlf=N 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。
　　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。 6.3 3#塔吊附着计算计算书 塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时，需要增设附着杆，附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，必须进行附着计算。主要包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。