特殊情況下塔機(jī)超長(zhǎng)附著的設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際應(yīng)用

1、特殊情況下塔機(jī)超長(zhǎng)附著的設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際應(yīng)用特殊情況下塔機(jī)超長(zhǎng)附著的設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際應(yīng)用 目錄目錄1概述概述32 附墻結(jié)構(gòu)布置方案附墻結(jié)構(gòu)布置方案33 附墻桿的計(jì)算工況及各桿內(nèi)力計(jì)算附墻桿的計(jì)算工況及各桿內(nèi)力計(jì)算43.1 非工作狀態(tài)最上層附墻桿受力分析非工作狀態(tài)最上層附墻桿受力分析43.2 工作狀態(tài)最上層附墻桿受力分析工作狀態(tài)最上層附墻桿受力分析84 附墻桿截面設(shè)計(jì)附墻桿截面設(shè)計(jì)104.1 選擇材料及截面面積選擇材料及截面面積104.2 桿件整體穩(wěn)定性的計(jì)算桿件整體穩(wěn)定性的計(jì)算114.3 局部穩(wěn)定性驗(yàn)算局部穩(wěn)定性驗(yàn)算125 單肢角鋼撓度計(jì)算單肢角鋼撓度計(jì)算136 基座連接螺栓校核基座連接螺栓校核1

2、46.1 右基座連接螺栓校核及接合面工作能力校核右基座連接螺栓校核及接合面工作能力校核146.2 左基座連接螺栓校核及接合面工作能力校核左基座連接螺栓校核及接合面工作能力校核167 基座部位銷軸及耳板強(qiáng)度校核基座部位銷軸及耳板強(qiáng)度校核198 結(jié)論結(jié)論20參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)201概述概述1.1 在現(xiàn)代建筑施工中，由于各種現(xiàn)實(shí)因素影響，塔機(jī)不能按照說(shuō)明書中約定的常規(guī)定位方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位，造成現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)定位安裝后，受力體系發(fā)生變化，不能依據(jù)塔機(jī)說(shuō)明書中的普通附著進(jìn)行安裝，必須重新進(jìn)行受力分析、計(jì)算，重新確定附著的形式、截面尺寸、連接方式以及必要的連接點(diǎn)強(qiáng)度校核等，才能滿足塔機(jī)安全使用的需要。施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際

3、影響塔機(jī)定位的因素很多，包括圖紙的重復(fù)變更導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)設(shè)備定位的人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，與技術(shù)等相關(guān)人員缺乏有效溝通導(dǎo)致定位時(shí)沒有考慮建筑物整體結(jié)構(gòu)變化，最終導(dǎo)致附著超長(zhǎng)或異型結(jié)構(gòu)等?？傊?，如果出現(xiàn)以上情況后，由于項(xiàng)目工期比較緊，如果重新定位，將塔吊拆除后重新安裝使用，那么必將造成項(xiàng)目階段性停工、勞務(wù)人員窩工、甲方、監(jiān)理對(duì)我司施工水平、進(jìn)度質(zhì)疑或進(jìn)行投訴等，項(xiàng)目損失較大。本文就是通過(guò)某項(xiàng)目出現(xiàn)的類似情況，系統(tǒng)分析和描述通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，對(duì)塔機(jī)附著重新設(shè)計(jì)計(jì)算后加工安裝，以最經(jīng)濟(jì)、安全的方法在最短的時(shí)間內(nèi)解決項(xiàng)目的實(shí)際問(wèn)題，確保項(xiàng)目施工生產(chǎn)正常進(jìn)行。1.2 某工程采用 tc5513 型塔式起重機(jī)，基

4、本高度 40m，壁長(zhǎng) 55m，附著高度 119m，臂端吊重 1.3 噸，最大起重量 6 噸，平衡重物距塔身中心 12m。本工程建筑高度約為 105米（25 層） ，塔機(jī)結(jié)構(gòu)高度約為 120m，設(shè)有四套附著裝置，第一附著裝置距基礎(chǔ)面 32m，第二道附著裝置距第一附著裝置 24m，第三道附著距第二道附著 24m，第四道附著距第三道附著 21m，附著點(diǎn)的高度允許現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)樓層的高度做適當(dāng)調(diào)整。為保證塔吊的安全使用，對(duì)附墻桿及其連接件作穩(wěn)定性及強(qiáng)度驗(yàn)算。2 附墻結(jié)構(gòu)布置方案附墻結(jié)構(gòu)布置方案 根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)提供的各層樓房面頂板標(biāo)準(zhǔn)，按 tc5513 型塔式起重機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本工程需要 4 道附墻，以滿足要求

5、。對(duì)于墻面上支座的選擇，既要保證附墻桿一適當(dāng)?shù)膬A角，又要避免附墻桿太長(zhǎng)，經(jīng)綜合比較采用圖 1 所示的布置方式，第四道附著桿中，最長(zhǎng)的約為 11 米。圖 1 附墻結(jié)構(gòu)布置方案3 附墻桿的計(jì)算工況及各桿內(nèi)力計(jì)算附墻桿的計(jì)算工況及各桿內(nèi)力計(jì)算根據(jù)附著式塔機(jī)所受載荷，塔身內(nèi)力及支反力的計(jì)算分析，對(duì)于附著裝備來(lái)說(shuō)，應(yīng)考慮以下兩種情況：1）塔機(jī)滿載工作，受自身的扭矩和風(fēng)載荷所給的扭矩，且扭矩方向相同。2）塔機(jī)非工作狀態(tài)，風(fēng)水平吹向塔臂且與塔臂豎直面垂直。實(shí)際使用中，塔機(jī)最上面一道附墻受力最大，在此只對(duì)最上面一道附墻桿的內(nèi)力進(jìn)行分析。3.1 非工作狀態(tài)最上層附墻桿受力分析非工作狀態(tài)最上層附墻桿受力分析通過(guò)經(jīng)

6、驗(yàn)分析，考慮塔臂處于平行于墻面或垂直于墻面時(shí)附著桿受力最大，最為危險(xiǎn)，故按此兩種工況分析附著桿受力情況，塔機(jī)非工作狀況時(shí)附著裝置受力如圖 2 所示。其中，查 tc5513 型塔機(jī)技術(shù)參數(shù)，得出塔身及塔臂所受均布風(fēng)載荷為： 0.27/qkn m最大傾覆力矩： 1980mkn m:彎扭塔臂水平慣性力： 84fkn水平塔臂所受風(fēng)載對(duì)其扭矩，其中為塔身中心到起重端的最大距離，為塔身中心到平1l2l衡端的距離：222212()0.27(5512 )388.922q llmknm風(fēng)扭塔臂所受的風(fēng)載荷對(duì)塔身上部集中力為：12()0.27(55 12)18.09wfq llkn圖 2 塔機(jī)非工作狀態(tài)下附著桿受

7、力圖在此參照建筑機(jī)械2002 第 2 期：當(dāng)塔身有超過(guò)三道附墻時(shí)，最上一道附墻的支反力為：(1.23/ )(/2)wfm lfql其中，l 為每層附墻桿間距，在此取 24m；m 為塔身根部的綜合彎矩；根據(jù)上式，解得塔臂平行于墻面時(shí)附著桿受力為：x1.23 1980/2484185.48fkn2y18.090.27 24/2 1.23 (0.27 140 /2)/24156.94fkn按塔身扭轉(zhuǎn)變形比例關(guān)系，得出最上層風(fēng)扭為：119.3knmm風(fēng)扭同理，利用以上公式，得到塔機(jī)垂直于墻面時(shí)附著桿受力為：218.090.27 24/2 1.23 (0.27 140 /2)/24156.94xfkn1

8、.23 1980/2484185.48yfkn119.3knmm風(fēng)扭則非工作狀態(tài)下，塔機(jī)附墻桿內(nèi)部受力圖如圖 3 所示。圖 3 非工作狀態(tài)受力分析經(jīng)分析，塔機(jī)附墻桿有 4 個(gè)未知反力，故屬于一次超靜定問(wèn)題，可采用力法原理進(jìn)行解決。力法的基本方程為：11110pf其中，為靜定結(jié)構(gòu)的位移，；1p1iipffea 為結(jié)構(gòu)位移系數(shù)，；1111iif fea 為受單位力時(shí)各桿件的軸向力；if1f 為各桿件在外力作用下的內(nèi)力；if 為 1 號(hào)桿件的實(shí)際受力。1f現(xiàn)對(duì)塔臂平行于墻面時(shí)非工作狀態(tài)下各附墻桿內(nèi)力進(jìn)行分析計(jì)算。將 d 桿斷開，對(duì)其加載單位力，則塔機(jī)在 d 桿斷開情況下變?yōu)殪o定結(jié)構(gòu)，如圖1f 4 所

9、示。圖 4 附墻桿力法受力圖則根據(jù)平衡方程，可以得出在 d 斷開情況下，受工作力各桿內(nèi)力為：if4122214433xyxyxyf yf xmf lf hf xmf lf hmf xf lf l受單位力作用下，列平衡方程，各桿內(nèi)力為：if416225334411f llf llf lf l 解得各桿內(nèi)力結(jié)果如表 1 所示。表 1 桿件內(nèi)力表?xiàng)U件編號(hào)(kn)if()if kn( )il m桿長(zhǎng)ii if flii if fl10110.11010.112-345.20-1.0759.693595.8611.203-240.10-1.2149.092649.5713.404377.721.1749

10、.954412.2613.71則 1 桿實(shí)際受力為：1/10657.69220.1148.42/ii iii iii iii if fleaf flfknf fleaf fl 2 桿實(shí)際受力為：2221108.58fff fkn 3 桿實(shí)際受力為：333127.11fff fkn4 桿實(shí)際受力為：4441119.31fff fkn（備注：正號(hào)代表拉力，符號(hào)代表壓力）同理（省略計(jì)算過(guò)程） ，非工作狀態(tài)下塔臂垂直于墻面時(shí)各附墻桿內(nèi)力為：1234163.37144.8643.2653.12fknfknfknfkn 3.2 工作狀態(tài)最上層附墻桿受力分析工作狀態(tài)最上層附墻桿受力分析塔機(jī)正常工作狀態(tài)主要受

11、到風(fēng)載荷（塔臂）及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的扭矩。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)分析，考慮塔臂處于平行于墻面或垂直于墻面時(shí)附著桿最為危險(xiǎn)，故按此兩種工況分析附著桿受力情況，塔機(jī)工作狀況時(shí)附著裝置受力簡(jiǎn)化圖如圖 5 所示。其中，塔身及塔臂所受均布風(fēng)載荷為：0.27/qkn m最大傾覆力矩：1570mkn m:彎扭塔臂水平慣性力：20fkn水平塔臂所受風(fēng)載對(duì)其扭矩及工作時(shí)的工作扭矩，其中為塔身中心到起重端m風(fēng)扭m工扭1l的最大距離，為塔身中心到平衡端的距離：2l222212()0.27(5512 )320708.922q llmmmmknm扭風(fēng)扭工扭工扭塔臂所受的風(fēng)載荷對(duì)塔身上部集中力為：12()0.27(55 12)18.09w

12、fq llkn本工程采用四桿式附墻架，附著桿受力如圖 5 所示：圖 5 塔機(jī)非工作狀態(tài)下附著桿受力圖同上分析，可得工作狀態(tài)塔臂平行于墻面時(shí)附著桿受力為：100.46156.94217.45xyfknfknmknm （其中，為按塔身變形比例關(guān)系等效到最上層附墻桿的扭矩。 ）mm塔臂垂直于墻面時(shí)附著桿受力為：156.94100.46217.45xyfknfknmknm同上分析，運(yùn)用力法原理，解得工作狀態(tài)塔臂平行于墻面時(shí)各附著桿內(nèi)力為：1234190.248.578.9846.21fknfknfknfkn 工作狀態(tài)塔臂垂直于墻面時(shí)各附著桿內(nèi)力為：1234167.6736.5443.43117.84f

13、knfknfknfkn 綜合比較綜合比較4種工況下各附著桿內(nèi)力，推出，最大壓力為種工況下各附著桿內(nèi)力，推出，最大壓力為220.11kn，為非工作狀態(tài)塔臂，為非工作狀態(tài)塔臂平行于墻面時(shí)平行于墻面時(shí)d桿受力，在后面只需驗(yàn)證桿受力，在后面只需驗(yàn)證d桿穩(wěn)定性即可。桿穩(wěn)定性即可。4 附墻桿截面設(shè)計(jì)附墻桿截面設(shè)計(jì)4.1 選擇材料及截面面積選擇材料及截面面積鋼材等級(jí)：q235 查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（簡(jiǎn)稱規(guī)范）： 2215/fn mm，其中為鋼材許用應(yīng)力，為屈服應(yīng)力。2235/yfn mmfyf截面類型：四角鋼組合格構(gòu)式截面 （b 類）綴條類型：上下：對(duì)角三角形 ； 前后：有橫綴條對(duì)角三角形（減少由自重引起的下垂

14、彎度和撓度）（1）假設(shè)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比，可由整體穩(wěn)定公式計(jì)算需要的截面面積 a。通常假設(shè)，當(dāng) n 較大而計(jì)算長(zhǎng)度較小時(shí)，取較小值，反之取較大值。50100:根據(jù)值，截面分類和鋼種可查得穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)公式 4-23，則需要的截面面積為： naf初選 80根據(jù)查鋼結(jié)構(gòu)表 4-5，得 235yf0.68832220.11 1014.880.688 215nacmf初選等邊三角鋼 綴條 63 4l30 3l截面積 a 為，則 。24.98cm24 4.9819.92cm（2）由于附墻桿兩端都是鉸連接，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，查表可得 12100110110 xylllmm0126.4xxyliimm按等

15、穩(wěn)定性 ( ) 0.45xih0.45yib12126.42800.45126.42800.45xyihmmaibmma查表可得此種構(gòu)架的撓度應(yīng)查表可得此種構(gòu)架的撓度應(yīng)，為了減少附墻架的撓度，選，為了減少附墻架的撓度，選，400l420hmm綴條一般斜放角度為綴條一般斜放角度為之間最為合適，本設(shè)計(jì)選用之間最為合適，本設(shè)計(jì)選用。400bmm4070:554.2 桿件整體穩(wěn)定性的計(jì)算桿件整體穩(wěn)定性的計(jì)算單個(gè)角鋼截面特性： 24.98acm419.03xicm1.96xicm 407.89yicm01.26yicm整體截面特性： 219.92acm47496.12xicm19.4xicm 46702

16、.6yicm18.3yicm構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力： （鋼3222220.11 10110.5/215/19.92 10nn mmn mma材許用應(yīng)力） 平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度（mm）：10110根據(jù)材料力學(xué)第三版公式 14-6，計(jì)算平面內(nèi)長(zhǎng)細(xì)比： 1011052.1194xxli垂直于 x 軸各斜綴條毛截面面積之和： 213.498xacm根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)公式 4-30，計(jì)算平面內(nèi)換算長(zhǎng)細(xì)比：（鋼材許用長(zhǎng)細(xì)比） 22119.924052.14054.31503.498oxxxaa根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)表 4-5，查軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：0.721x根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)公式 4-23，構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力：（鋼材許用應(yīng)力）322

17、2220.11 10153.3/215/0.721 19.92 10 xnn mmn mma平面外計(jì)算長(zhǎng)度：mm10110l 根據(jù)材料力學(xué)第三版公式 14-6，計(jì)算平面外長(zhǎng)細(xì)比： 1011055.2183yyli垂直于 y 軸各斜綴條毛截面面積之和：213.498yacm根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)公式 4-30，計(jì)算平面內(nèi)換算長(zhǎng)細(xì)比：（鋼材許用長(zhǎng)細(xì)比） 22119.924055.24057.21503.498oyyyaa根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)表 4-5，查軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：0.693y根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)公式 4-23，構(gòu)件平面外穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力：（鋼材許用應(yīng)力）3222220.11 10159.5/215/0.693 19.92

18、 10ynn mmn mmfa 通過(guò)上述計(jì)算可知，桿件應(yīng)力小于其臨界應(yīng)力，故桿件整體穩(wěn)定性符合工作要求。通過(guò)上述計(jì)算可知，桿件應(yīng)力小于其臨界應(yīng)力，故桿件整體穩(wěn)定性符合工作要求。4.3 局部穩(wěn)定性驗(yàn)算局部穩(wěn)定性驗(yàn)算1) 肢件穩(wěn)定性驗(yàn)算取 01354lmm55查鋼結(jié)構(gòu)附表 14 知：1min1.26iicm011max3542812.6280.70.7 5337.1li2) 綴條穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)公式 4-37，得橫向剪力：219.92 102155.0398523585yfafvkn根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)公式 4-38，得每肢斜綴條軸向力： 1/25.0393.075cos2 cos35vnkn根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)

19、公式 4-31，進(jìn)行剛度驗(yàn)算：22354(3542 8.5)l 488.8mm查表可知15.9imm（鋼材許用長(zhǎng)細(xì)比） 1488.882.81505.9li強(qiáng)度驗(yàn)算3222220 10110.5/215/19.92 10nn mmn mma穩(wěn)定性驗(yàn)算 查鋼結(jié)構(gòu)附表 17-3 知 280.9430.60.00150.64232213.075 1018.63/0.642138/0.943 175nn mmfn mma通過(guò)計(jì)算得知，綴條與肢件均滿足穩(wěn)定性要求，故附墻桿局部穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)。通過(guò)計(jì)算得知，綴條與肢件均滿足穩(wěn)定性要求，故附墻桿局部穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)。5 單肢角鋼撓度計(jì)算單肢角鋼撓度計(jì)算線質(zhì)量 63 4

20、l3.907/mlkg m101105.05522llm3.907 10.1139.5mml lkg單1957mm gln m:單q235 鋼的彈性模量 32206 10/en mm慣性矩 （此種構(gòu)架撓度應(yīng)在之內(nèi)）419.03icm400l在重力作用下的跨中撓度：2199.6912400400400mllfei所以單肢角鋼強(qiáng)度滿足要求。所以單肢角鋼強(qiáng)度滿足要求。經(jīng)綜合分析，塔式起重機(jī)最上層附著桿在最大受力工況下，其整體穩(wěn)定性與局部穩(wěn)定經(jīng)綜合分析，塔式起重機(jī)最上層附著桿在最大受力工況下，其整體穩(wěn)定性與局部穩(wěn)定性均能符合要求，故可以安全使用。性均能符合要求，故可以安全使用。6 基座連接螺栓校核基座

21、連接螺栓校核6.1 右基座連接螺栓校核及接合面工作能力校核右基座連接螺栓校核及接合面工作能力校核本次結(jié)構(gòu)共有基座兩個(gè)，每個(gè)基座上共有耳板兩對(duì)，螺栓 6 個(gè)，右基座連接附著桿a、b，左基座連接附著桿 c、d。在上述四種工況下，a、b 桿受拉，c、d 桿受壓，右基座受力如圖 6 所示?，F(xiàn)校核右基座連接螺栓，取四種工況下綜合拉力最大值，經(jīng)比較，非工作狀態(tài)下塔臂平行于墻面時(shí)，a、b 桿對(duì)基座產(chǎn)生傾覆力矩較大；工作狀態(tài)下，塔臂垂直于墻面時(shí)，a、b 桿對(duì)基座產(chǎn)生拉力較大。故對(duì)此兩種情況下基座連接螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核。圖 6 右基座受力簡(jiǎn)圖（1）右基座螺栓預(yù)緊力的計(jì)算非工作狀態(tài)下塔臂平行于墻面時(shí)，。119.31

22、afkn27.11bfkn橫向力cos76cos6839oovabfffkn豎向力sin76sin68141oohabfffkn傾覆力矩1578516.4abmffknm（逆時(shí)針）在豎向力作用下，各螺栓所受工作拉力為：hf14123.56haffknz在傾覆力矩作用下，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-31，螺栓所受最大拉力為：maxmax6222116400 0.17523.52 (0.1750.175 )iimlfknl因此，螺栓所受最大拉力為：max47afffkn根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-24，底板接合面不滑移條件，可得：0()mhsvbmcf zffk fcc其中，為接合面的摩擦系數(shù)，查

23、表取 0.16；f 為防滑系數(shù)，取 1.2；sk 取 0.8。mbmccc將數(shù)據(jù)代入上式，得：036.13fkn工作狀態(tài)下塔臂垂直于墻面時(shí)，。154.62afkn44.78bfkn同理，按照上述公式計(jì)算此工況下螺栓所需預(yù)緊力，得出：042fkn則螺栓預(yù)緊力應(yīng)在兩者中取較大值，在此取。042fkn（2）右基座螺栓強(qiáng)度校核非工作狀態(tài)下塔臂平行于墻面時(shí)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-18，右基座螺栓所受最大拉力為：20420.2 4745.6bbmcfffkncc根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-14，螺栓拉應(yīng)力為：22211.31.3 45.6252.417.29444fmpad螺栓按照 5.8 級(jí)選取，

24、其屈服強(qiáng)度為 400mpa，取安全系數(shù) 1.2，則其許用應(yīng)力為： 3331.2smpa 故在非工作狀態(tài)下塔臂平行于墻面時(shí)，右基座螺栓可以安全使用。同理，工作狀態(tài)下塔臂垂直與墻面時(shí)，按照上述公式校核螺栓強(qiáng)度，得出螺栓的拉應(yīng)力為：284.5mpa 333mpa故在工作狀態(tài)下塔臂垂直于墻面時(shí)，右基座螺栓可以安全使用。綜合得出，右基座上螺栓強(qiáng)度滿足要求，可以安全使用。綜合得出，右基座上螺栓強(qiáng)度滿足要求，可以安全使用。（3）校核螺栓組連接接合面的工作能力首先，連接接合面下端的許用擠壓應(yīng)力應(yīng)不超過(guò)許用值，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-36，可得：3max021() 10116400(6 420.8 141)

25、300 450450 30061.03 1.62.63mphbmcmzffaccwmpa其中，a 為接合面面積，；ab h w 為抗彎截面系數(shù)；。26bhw 查機(jī)械設(shè)計(jì)第七版表 5-7，可得混凝土的許用擠壓應(yīng)力為 3mpa，故接合面下端不致壓碎。同理，按照上述公式，計(jì)算工作狀態(tài)下塔臂垂直于墻面時(shí)接合面抗壓能力，可得：max2.41pmpa查機(jī)械設(shè)計(jì)第七版表 5-7，可得混凝土的許用擠壓應(yīng)力為 3mpa，故接合面下端不致壓碎。其次，連接接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止受力時(shí)接合面間產(chǎn)生間隙，即最小擠壓應(yīng)力應(yīng)大于 0mpa，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-37，可得：min021()11640

26、0(6 420.8 141)300 450450 30061.03 1.60mphbmcmzffaccwmpa故接合面有可能產(chǎn)生間隙，需要改進(jìn)。故接合面有可能產(chǎn)生間隙，需要改進(jìn)。同理，按照上述公式，計(jì)算工作狀態(tài)下塔臂垂直于墻面時(shí)接合面的殘余預(yù)緊力，可得：min0.95 1.460pmpa故接合面有可能產(chǎn)生間隙，需要改進(jìn)。故接合面有可能產(chǎn)生間隙，需要改進(jìn)。綜合以上結(jié)論，右基座螺栓組連接接合面的混凝土部分可以承受擠壓力不至于被壓潰，綜合以上結(jié)論，右基座螺栓組連接接合面的混凝土部分可以承受擠壓力不至于被壓潰，但是接合面可能會(huì)產(chǎn)生間隙，影響其工作能力，建議對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。但是接合面可能會(huì)產(chǎn)生間隙，影響

27、其工作能力，建議對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。6.2 左基座連接螺栓校核及接合面工作能力校核左基座連接螺栓校核及接合面工作能力校核本次結(jié)構(gòu)共有基座兩個(gè)，每個(gè)基座上共有耳板兩對(duì)，螺栓 6 個(gè)，右基座連接附著桿a、b，左基座連接附著桿 c、d。在上述四種工況下，a、b 桿受拉，c、d 桿受壓，左基座如圖 7 所示。現(xiàn)校核左基座連接螺栓，取四種工況下綜合拉力最大值，經(jīng)比較，非工作狀態(tài)下塔臂平行于墻面時(shí)，c、d 桿對(duì)基座產(chǎn)生傾覆力矩及壓力較大。故對(duì)此種情況下基座連接螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核。圖 7 左基座受力簡(jiǎn)圖（1）左基座螺栓預(yù)緊力的計(jì)算非工作狀態(tài)下塔臂平行于墻面時(shí)，。108.58cfkn220.11dfkn橫向力cos

28、61cos70115.96oovcdfffkn豎向力sin61sin70307.51oohcdfffkn傾覆力矩1646628.93dcmffknm（逆時(shí)針）在豎向力作用下，各螺栓孔所受工作壓力為：hf307.5151.256haffknz在傾覆力矩作用下，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-31，螺栓所受最大拉力為：maxmax6222128931 0.17541.332 (0.1750.175 )iimlfknl因此，螺栓所受軸向工作載荷為：max9.92afffkn根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-24，仍取螺栓預(yù)緊力，校核底板接合面042fkn不滑移條件是否滿足，可得：0()0.45(6 420.8

29、 307.51)224.1mhbmcf zffkncc1.2 115.96139.15svk fkn其中，為接合面的摩擦系數(shù)，查表取 0.16；f 為防滑系數(shù)，取 1.2；sk 取 0.8。mbmccc故接合面滿足不滑移條件，在此取。042fkn（2）右基座螺栓強(qiáng)度校核非工作狀態(tài)下塔臂平行于墻面時(shí)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-18，左基座螺栓所受最大拉力為：20420.2 9.9240bbmcfffkncc根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-14，螺栓拉應(yīng)力為：22211.31.3 40220.517.29444fmpad螺栓按照 5.8 級(jí)選取，其屈服強(qiáng)度為 400mpa，取安全系數(shù) 1.2，則其許

30、用應(yīng)力為： 3331.2smpa 故在非工作狀態(tài)下塔臂平行于墻面時(shí)，右基座螺栓可以安全使用。綜合得出，右基座上螺栓可以安全使用。綜合得出，右基座上螺栓可以安全使用。（3）校核螺栓組連接接合面的工作能力首先，連接接合面下端的許用擠壓應(yīng)力應(yīng)不超過(guò)許用值，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-36，可得：max0321()128931(6 420.8 307.5) 10300 450450 30063.692.866.55mphbmcmzffaccwmpa其中，a 為接合面面積，；ab h w 為抗彎截面系數(shù)；。26bhw 查查機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版表第七版表5-7，可得混凝土的許用擠壓應(yīng)力為，可得混凝土的許

31、用擠壓應(yīng)力為3mpa，故接合面下端可，故接合面下端可能被壓碎，需要改進(jìn)。能被壓碎，需要改進(jìn)。其次，連接接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止受力時(shí)接合面間產(chǎn)生間隙，即最小擠壓應(yīng)力應(yīng)大于 0mpa，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版公式 5-37，可得：min0321()128931(6 420.8 307.5) 10300 450450 30063.692.860.830mphbmcmzffaccwmpampa故接合面不會(huì)產(chǎn)生間隙，不影響正常工作。綜合以上結(jié)論，左基座螺栓組連接接合面的混凝土部分可能承受擠壓力被壓潰，影響綜合以上結(jié)論，左基座螺栓組連接接合面的混凝土部分可能承受擠壓力被壓潰，影響其工作能力，但

32、是接合面不會(huì)會(huì)產(chǎn)生間隙。其工作能力，但是接合面不會(huì)會(huì)產(chǎn)生間隙。7 基座部位銷軸及耳板強(qiáng)度校核基座部位銷軸及耳板強(qiáng)度校核基座部位銷軸為直徑 50，共 4 根，分別連接 4 根附墻桿，主要承受附墻桿對(duì)其的剪切?；灿卸?8 個(gè)，每 2 個(gè)為一對(duì)，用于連接銷軸，主要承受銷軸對(duì)其的擠壓作用，在此主要校核銷軸的剪切強(qiáng)度與耳板的擠壓強(qiáng)度是否滿足要求。根據(jù)材料力學(xué)第七版公式 2-23，計(jì)算其剪切強(qiáng)度：fa其中，a 為受剪面積，在此為銷軸的橫截面積。 f 為各桿內(nèi)力，在此取四種工況下各桿內(nèi)力最大值，取。因?yàn)槭?20fkn雙剪切面，故在此需除以 2。解得：3322110 10220 10456.03504fmpada銷軸材料為 q235，許用剪切應(yīng)力為，故，銷軸剪切強(qiáng)度滿足要 100mpa 求。根據(jù)材料力學(xué)第七版公式 2-24，計(jì)算其擠壓強(qiáng)度：bsbspa其中，a 為擠壓面積，在此為耳板受擠壓的矩形面積。50 18 22a f 為各桿內(nèi)力，在此取四種工況下各桿內(nèi)力最大值，取。220fkn解得：3220 1077.850 18 22bsbspmpaa根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版