塔吊附着计算书.doc

塔吊附着计算书
1、附着装置部署方案
依据塔机生产厂家提供标准，附着距离通常为3～5 m，附着点跨距为7～8 m[1，2]，塔机附着装置由附着框架和附着杆组成，附着框架多用钢板组焊成箱型结构，附着杆常采取角钢或无缝钢管组焊成格构式桁架结构，受力不大附着杆也可用型钢或钢管制成。
依据施工现场提供楼面顶板标高，根据QTZ63 系列5013 型塔式起重机技术要求，需设4道附着装置，以满足工程建设最大高度100 m 要求。附着装置部署方案图2 所表示。
图1塔吊简图和计算简图

塔吊基础参数
附着类型
类型1
最大扭矩
270.00 kN·m
最大倾覆力矩
1350.00 kN·m
附着表面特征
槽钢
塔吊高度
110 m
槽钢型号
18A
塔身宽度
1645*1645*2800 mm
风荷载设计值（福州地域）
0.41
附着框宽度
3.00 m
尺寸参数
附着节点数
4
附着点1到塔吊竖向距离
3.00 m
第I层附着
附着高度
附着点1到塔吊横向距离
3.00 m
第8层
23.45 m
附着点1到附着点2距离
9.00 m
第16层
46.65 m
独立起升高度
40 m
第24层
70.85 m
附着起升高度
151.2 m
第31层
95.95 m

图2塔吊附着简图

三、第一道附着计算
塔机根据说明书和建筑物附着时，最上面一道附着装置负荷最大，所以以此道附着杆负荷作为设计或校核附着杆截面依据。第一道附着装置负荷以第四道附着杆负荷作为设计或校核附着杆截面计算，第一道附着高度计划在第8层楼层标高为23.45米。
（一）、支座力计算
附着式塔机塔身能够简化为一个带悬臂刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算以下:
风荷载取值：Q = 0.41kN；
塔吊最大倾覆力矩：M = 1668.00kN；

弯矩图

变形图

剪力图

计算结果: Nw = 105.3733kN ；
（二）、附着杆内力计算

计算简图:

计算单元平衡方程:

其中:

2.1 第一个工况计算:
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面回转惯性力产生扭矩合风荷载扭矩。
将上面方程组求解，其中 θ从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大。
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面回转惯性力产生扭矩合。
杆1最大轴向压力为: 344.02 kN；
杆2最大轴向压力为: 0.00 kN；
杆3最大轴向压力为: 58.44 kN；
杆1最大轴向拉力为: 0.00 kN；
杆2最大轴向拉力为: 275.21 kN；
杆3最大轴向拉力为: 164.95 kN；
2.2 第二种工况计算:
塔机非工作状态，风向顺着着起重臂, 不考虑扭矩影响。
将上面方程组求解，其中 θ= 45， 135， 225， 315，Mw = 0，分别求得各附着最大轴压和轴拉力。
杆1最大轴向压力为: 105.37 kN；
杆2最大轴向压力为: 21.22 kN；
杆3最大轴向压力为: 111.69 kN；
杆1最大轴向拉力为: 105.37 kN；
杆2最大轴向拉力为: 21.22 kN；
杆3最大轴向拉力为: 111.69 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 / An ≤f
其中 σ --- 为杆件受拉应力；
N --- 为杆件最大轴向拉力,取 N =275.21 kN；
An --- 为杆件截面面积， 本工程选择是 18a号槽钢；
查表可知 An =2569.00 mm2。
经计算， 杆件最大受拉应力 σ=275.21/2569.00 =107.13N/mm2，
最大拉应力小于拉杆许可拉应力 215N/mm2, 满足要求。
2． 杆件轴心受压强度验算
验算公式: σ= N / φAn ≤f
其中 σ --- 为杆件受压应力；
N --- 为杆件轴向压力， 杆1: 取N =344.02kN；
杆2: 取N =21.22kN；
杆3: 取N =111.69kN；
An --- 为杆件截面面积, 本工程选择是 18a号槽钢；
查表可知 An =2569.00 mm2。
λ --- 杆件长细比，杆1:取λ=60， 杆2:取λ=78， 杆3:取λ=76
φ --- 为杆件受压稳定系数， 是依据 λ查表计算得：
杆1: 取φ=0.81， 杆2: 取φ=0.70， 杆3: 取φ=0.71；
经计算， 杆件最大受压应力 σ=165.94 N/mm2，最大拉应力小于拉杆许可拉应力 215N/mm2， 满足要求。
（四）、附着支座连接计算
附着支座和建筑物连接多采取和预埋件在建筑物构件上螺栓连接。预埋螺栓规格和施工要求假如说明书没有要求，应该根据下面要求确定：
1． 预埋螺栓必需用Q235钢制作；
2． 附着建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；
3． 预埋螺栓直径大于24mm；
4． 预埋螺栓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为预埋螺栓和混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆轴向力。
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。

三、第二道附着计算
塔机根据说明书和建筑物附着时，最上面一道附着装置负荷最大，所以以此道附着杆负荷作为设计或校核附着杆截面依据。第二道附着装置负荷以第四道附着杆负荷作为设计或校核附着杆截面计算，第一道附着高度计划在第16层楼层标高为46.65米。
（一）、支座力计算
附着式塔机塔身能够简化为一个带悬臂刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算以下:
风荷载取值：Q = 0.41kN；
塔吊最大倾覆力矩：M = 1668.00kN；

弯矩图

变形图

剪力图

计算结果: Nw = 105.3733kN ；
（二）、附着杆内力计算

计算简图:

计算单元平衡方程:

其中:

2.1 第一个工况计算:
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面回转惯性力产生扭矩合风荷载扭矩。
将上面方程组求解，其中 θ从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大。
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面回转惯性力产生扭矩合。
杆1最大轴向压力为: 344.02 kN；
杆2最大轴向压力为: 0.00 kN；
杆3最大轴向压力为: 58.44 kN；
杆1最大轴向拉力为: 0.00 kN；
杆2最大轴向拉力为: 275.21 kN；
杆3最大轴向拉力为: 164.95 kN；
2.2 第二种工况计算:
塔机非工作状态，风向顺着着起重臂, 不考虑扭矩影响。
将上面方程组求解，其中 θ= 45， 135， 225， 315，Mw = 0，分别求得各附着最大轴压和轴拉力。
杆1最大轴向压力为: 105.37 kN；
杆2最大轴向压力为: 21.22 kN；
杆3最大轴向压力为: 111.69 kN；
杆1最大轴向拉力为: 105.37 kN；
杆2最大轴向拉力为: 21.22 kN；
杆3最大轴向拉力为: 111.69 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 / An ≤f
其中 σ --- 为杆件受拉应力；
N --- 为杆件最大轴向拉力,取 N =275.21 kN；
An --- 为杆件截面面积， 本工程选择是 18a号槽钢；
查表可知 An =2569.00 mm2。
经计算， 杆件最大受拉应力 σ=275.21/2569.00 =107.13N/mm2，
最大拉应力小于拉杆许可拉应力 215N/mm2, 满足要求。
2． 杆件轴心受压强度验算
验算公式: σ= N / φAn ≤f
其中 σ --- 为杆件受压应力；
N --- 为杆件轴向压力， 杆1: 取N =344.02kN；
杆2: 取N =21.22kN；
杆3: 取N =111.69kN；
An --- 为杆件截面面积, 本工程选择是 18a号槽钢；
查表可知 An =2569.00 mm2。
λ --- 杆件长细比，杆1:取λ=60， 杆2:取λ=78， 杆3:取λ=76
φ --- 为杆件受压稳定系数， 是依据 λ查表计算得：
杆1: 取φ=0.81， 杆2: 取φ=0.70， 杆3: 取φ=0.71；
经计算， 杆件最大受压应力 σ=165.94 N/mm2，最大拉应力小于拉杆许可拉应力 215N/mm2， 满足要求。
（四）、附着支座连接计算
附着支座和建筑物连接多采取和预埋件在建筑物构件上螺栓连接。预埋螺栓规格和施工要求假如说明书没有要求，应该根据下面要求确定：
1． 预埋螺栓必需用Q235钢制作；
2． 附着建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；
3． 预埋螺栓直径大于24mm；
4． 预埋螺栓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为预埋螺栓和混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆轴向力。
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、第三道附着计算
塔机根据说明书和建筑物附着时，最上面一道附着装置负荷最大，所以以此道附着杆负荷作为设计或校核附着杆截面依据。第一道附着装置负荷以第四道附着杆负荷作为设计或校核附着杆截面计算，第三道附着高度计划在第24层楼层标高为75.55米。
（一）、支座力计算
附着式塔机塔身能够简化为一个带悬臂刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算以下:
风荷载取值：Q = 0.41kN；
塔吊最大倾覆力矩：M = 1668.00kN；

弯矩图

变形图

剪力图

计算结果: Nw = 105.3733kN ；
（二）、附着杆内力计算

计算简图:

计算单元平衡方程:

其中:

2.1 第一个工况计算:
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面回转惯性力产生扭矩合风荷载扭矩。
将上面方程组求解，其中 θ从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大。
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面回转惯性力产生扭矩合。
杆1最大轴向压力为: 344.02 kN；
杆2最大轴向压力为: 0.00 kN；
杆3最大轴向压力为: 58.44 kN；
杆1最大轴向拉力为: 0.00 kN；
杆2最大轴向拉力为: 275.21 kN；
杆3最大轴向拉力为: 164.95 kN；
2.2 第二种工况计算:
塔机非工作状态，风向顺着着起重臂, 不考虑扭矩影响。
将上面方程组求解，其中 θ= 45， 135， 225， 315，Mw = 0，分别求得各附着最大轴压和轴拉力。
杆1最大轴向压力为: 105.37 kN；
杆2最大轴向压力为: 21.22 kN；
杆3最大轴向压力为: 111.69 kN；
杆1最大轴向拉力为: 105.37 kN；
杆2最大轴向拉力为: 21.22 kN；
杆3最大轴向拉力为: 111.69 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 / An ≤f
其中 σ --- 为杆件受拉应力；
N --- 为杆件最大轴向拉力,取 N =275.21 kN；
An --- 为杆件截面面积， 本工程选择是 18a号槽钢；
查表可知 An =2569.00 mm2。
经计算， 杆件最大受拉应力 σ=275.21/2569.00 =107.13N/mm2，
最大拉应力小于拉杆许可拉应力 215N/mm2, 满足要求。
2． 杆件轴心受压强度验算
验算公式: σ= N / φAn ≤f
其中 σ --- 为杆件受压应力；
N --- 为杆件轴向压力， 杆1: 取N =344.02kN；
杆2: 取N =21.22kN；
杆3: 取N =111.69kN；
An --- 为杆件截面面积, 本工程选择是 18a号槽钢；
查表可知 An =2569.00 mm2。
λ --- 杆件长细比，杆1:取λ=60， 杆2:取λ=78， 杆3:取λ=76
φ --- 为杆件受压稳定系数， 是依据 λ查表计算得：
杆1: 取φ=0.81， 杆2: 取φ=0.70， 杆3: 取φ=0.71；
经计算， 杆件最大受压应力 σ=165.94 N/mm2，最大拉应力小于拉杆许可拉应力 215N/mm2， 满足要求。
（四）、附着支座连接计算
附着支座和建筑物连接多采取和预埋件在建筑物构件上螺栓连接。预埋螺栓规格和施工要求假如说明书没有要求，应该根据下面要求确定：
1． 预埋螺栓必需用Q235钢制作；
2． 附着建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；
3． 预埋螺栓直径大于24mm；
4． 预埋螺栓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为预埋螺栓和混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆轴向力。
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。

五、第四道附着计算
塔机根据说明书和建筑物附着时，最上面一道附着装置负荷最大，所以以此道附着杆负荷作为设计或校核附着杆截面依据。第一道附着装置负荷以第四道附着杆负荷作为设计或校核附着杆截面计算，第一道附着高度计划在第31层楼层标高为95.55米。
（一）、支座力计算
附着式塔机塔身能够简化为一个带悬臂刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算以下:
风荷载取值：Q = 0.41kN；
塔吊最大倾覆力矩：M = 1668.00kN；

弯矩图

变形图

剪力图

计算结果: Nw = 105.3733kN ；
（二）、附着杆内力计算

计算简图:

计算单元平衡方程:

其中:

2.1 第一个工况计算:
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面回转惯性力产生扭矩合风荷载扭矩。
将上面方程组求解，其中 θ从 0 - 360 循环, 分别取正负两种情况，求得各附着最大。
塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面回转惯性力产生扭矩合。
杆1最大轴向压力为: 344.02 kN；
杆2最大轴向压力为: 0.00 kN；
杆3最大轴向压力为: 58.44 kN；
杆1最大轴向拉力为: 0.00 kN；
杆2最大轴向拉力为: 275.21 kN；
杆3最大轴向拉力为: 164.95 kN；
2.2 第二种工况计算:
塔机非工作状态，风向顺着着起重臂, 不考虑扭矩影响。
将上面方程组求解，其中 θ= 45， 135， 225， 315，Mw = 0，分别求得各附着最大轴压和轴拉力。
杆1最大轴向压力为: 105.37 kN；
杆2最大轴向压力为: 21.22 kN；
杆3最大轴向压力为: 111.69 kN；
杆1最大轴向拉力为: 105.37 kN；
杆2最大轴向拉力为: 21.22 kN；
杆3最大轴向拉力为: 111.69 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 / An ≤f
其中 σ --- 为杆件受拉应力；
N --- 为杆件最大轴向拉力,取 N =275.21 kN；
An --- 为杆件截面面积， 本工程选择是 18a号槽钢；
查表可知 An =2569.00 mm2。
经计算， 杆件最大受拉应力 σ=275.21/2569.00 =107.13N/mm2，
最大拉应力小于拉杆许可拉应力 215N/mm2, 满足要求。
2． 杆件轴心受压强度验算
验算公式: σ= N / φAn ≤f
其中 σ --- 为杆件受压应力；
N --- 为杆件轴向压力， 杆1: 取N =344.02kN；
杆2: 取N =21.22kN；
杆3: 取N =111.69kN；
An --- 为杆件截面面积, 本工程选择是 18a号槽钢；
查表可知 An =2569.00 mm2。
λ --- 杆件长细比，杆1:取λ=60， 杆2:取λ=78， 杆3:取λ=76
φ --- 为杆件受压稳定系数， 是依据 λ查表计算得：
杆1: 取φ=0.81， 杆2: 取φ=0.70， 杆3: 取φ=0.71；
经计算， 杆件最大受压应力 σ=165.94 N/mm2，最大拉应力小于拉杆许可拉应力 215N/mm2， 满足要求。
（四）、附着支座连接计算
附着支座和建筑物连接多采取和预埋件在建筑物构件上螺栓连接。预埋螺栓规格和施工要求假如说明书没有要求，应该根据下面要求确定：
1． 预埋螺栓必需用Q235钢制作；
2． 附着建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；
3． 预埋螺栓直径大于24mm；
4． 预埋螺栓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为预埋螺栓和混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；N为附着杆轴向力。
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。

六、附着设计和施工注意事项
锚固装置附着杆在建筑结构上固定点要满足以下标准:
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和外墙汇交节点处；
2． 对于框架结构，附着点宜部署在靠近柱根部；
3． 在无外墙转角或承重隔墙可利用情况下，能够经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。

七、技术要求
　　（1）、附着点强度应满足塔机对建筑物荷载。
　　（2）、附着筐尽可能设置在塔身标准节接头处，附着筐应箍紧塔身，附着杆倾斜度应控制在10度以内。
　　（3）、杆件对接部位要开300破口，其焊缝厚度应大于10mm，支座处焊缝厚度应大于12mm。
　　（4）、附着杆件和墙面夹角应控制在450-600之间。
　　（5）、锚固点以上自由高度应控制在说明书要求高度之内。
　　（6）、附着后要用经纬仪进行检测，并经过调整附着撑杆长度及顶块来确保塔身垂直度（塔身轴线和支撑面垂直度误差小于1/1000，最高锚固点以下塔身垂直度小于2/1000），并作好统计。