起重塔机顶升及回转支撑机构设计(5)

第3章 塔机载荷及其计算

表3- 5 桁架结构挡风折减系数η

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3：型式、尺寸相同且间隔相等的并列结构（如下图3-2）

图3- 2 n片并列结构

总迎风面积按下式计算：

（3-6）

上式中ω1为第一片结构的充实率，A11为第一片结构的外形轮廓面积。 4：起吊物品的迎风面积

吊运物品的迎风面积按其实际外形尺寸在垂直于风向平面上的投影计算。当迎风面积无法确定时，作用在物品上的风载荷按额定起重量重力的3%计算，沿最不利载荷组合方向水平作用于物品上，但其值不小于500N。也可根据其质量按表3-6近似估算：

表3- 6 起吊物品迎风面积的近似估计

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第3章 塔机载荷及其计算

⑷风载荷Fw计算公式：

Fw=CwpwA （3-7） 对塔机一个标准节：

正常工作状态风载荷：

Fw1=1.6×150×[(0.4×2.5×1.4)+0.4×0.4×2.5×1.4]=470.4N 工作状态最大风载荷：

Fw2=1.6×250×[(0.4×2.5×1.4)+0.4×0.4×2.5×1.4]=784N 非工作状态的风载荷：

离地面高度≤20m：

Fw3=1.6×800×[(0.4×2.5×1.4)+0.4×0.4×2.5×1.4]=2508.8N 离地面高度≤100m：

Fw3=1.6×1100×[(0.4×2.5×1.4)+0.4×0.4×2.5×1.4]=3449.6N 离地面高度>100m：

Fw3=1.6×1300×[(0.4×2.5×1.4)+0.4×0.4×2.5×1.4]=4076.8N

3.1.5实验载荷Ft

试验载荷是塔式起重机性能试验时所受的超载载荷，塔式起重机投入使用前，必须进行超载动态试验及超载静态实验。试验载荷应作用于起重塔机最不利的位置。 动载荷试验载荷Fdt值取额度起重量的110%与动载荷系数θ6的乘积。其中θ6=0.5（1+θ2)

Fdt=2000×9.8×1.1×0.5×（1+1.3)=24794N 静载荷试验载荷Fjt值取额度起重量的125%。

Fjt=2000×9.8×1.25=24500N

其他载荷如碰撞载荷、突然停机引起的载荷、安装载荷、工作平台及通道载荷、运输载荷此不再计算。

3.2载荷分类及载荷组合

塔式起重机是一种短周期循环工作的机械，这一特点导致了塔式起重机实际载荷的多变性。塔式起重机工作时不仅在不同的循环中载荷不同，在同一循环过程中虽然起升载荷不变，但也有有载行程和空载行程的差别，再加之每一循环过程中的多次起动、制动所引起的动载荷以及起升载荷作用位置的移动或挡风面积的变化等，都会导致构件受载的改变。虽然许多载荷单独来看是确定的量，但它们的组合一般总是随机的。另外有一些载荷，如风载荷、道路不平导致的冲击载荷等，更是具有明显的随机性。因此塔式

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起重机受载过程一般是一个随机过程。

根据塔式起重机设计规范中规定，一般应按塔式起重机的构造形式、使用方式和计算目的在表3-7中选取可能出现的载荷组合情况。

表3- 7 塔式起重机载荷组合表

其中，组合A为正常工作载荷的组合，也称疲劳（耐久性）计算载荷，它只考虑基本载荷的组合；组合B为工作最大载荷的组合，也称强度计算载荷，考虑基本和附加载荷的组合；组合C为非工作最大载荷的组合，也称验算载荷，考虑基本、附加及特殊载荷的各种组合。

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第4章 塔机金属结构

第4章 塔机的金属结构

本次所设计的上回转自升式塔机的塔身固定不转，但可以顶升接高。其截面采用方形截面塔身结构。

4.1 塔身标准节 4.1.1 塔身结构腹杆形式

塔身结构腹杆系统采用角钢或无缝钢管制成，有几种形式如下图4-1：

图4- 1 塔身腹杆形式

其中以a、b、c、d四种应用最为广泛。根据需要，此次采用b种轻型塔机的布局形式。

轻型塔机采用宜采用整体式塔机标准节，主弦杆选取方钢管，通过查看百度百科，

可选用方管尺寸135×10。截面尺寸选用1.4m×1.4m，标准节长度选用2.5m。

图4- 2 矩形截面塔身的斜腹杆

如上图4-2所示：对正方形截面塔身，当α=β、Aa=AB且为定值时，通过分析计算可知当斜腹杆倾斜角为35度时，可得到最大扭转惯性矩，表明此时塔身扭转刚度最大。

L=α/cos35=1.38m

以上计算也可查阅钢结构规范GB50017-2003，可知a=0.8L。腹杆公称直径选用DN

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