第 章 桅桿式起重機課件

第四章桅桿式起重機

1第四章桅桿式起重機1第一節(jié)桅桿式起重機的基本結構與分類

一、基本結構

桅桿式起重機由金屬結構、起升系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)、動力系統(tǒng)組成。

1、金屬結構包括：桅桿、基座及其附件組成。主要用來提供起升高度和幅度，并將被吊裝設備或構件的重量傳遞到基礎上。如圖4-1

2第一節(jié)桅桿式起重機的基本結構與分類一、基本結構2圖4-1桅桿金屬結構3圖4-1桅桿金屬結構3圖4-2桅桿頭部結構4圖4-2桅桿頭部結構4圖4-3(a)桅桿基座結構15圖4-3(a)桅桿基座結構15圖4-3(b)桅桿基座結構26圖4-3(b)桅桿基座結構262、起升系統(tǒng)：主要作用是提升被吊裝設備或構件，它主要由滑輪組、導向輪和鋼絲繩等組成。3、穩(wěn)定系統(tǒng)：主要作用是穩(wěn)定桅桿，包括纜風繩、地錨等。

4、動力系統(tǒng)：為桅桿式起重機提供動力，常用的主要是電動卷揚機，也有液壓裝置。

72、起升系統(tǒng)：主要作用是提升被吊裝設備或構件，它主要由滑輪組二、分類

1、按桅桿結構形式分：桅桿可分為格構式和實腹式（一般為鋼管）兩類（如圖4-1）。

2、按組合形式分：桅桿可分為單桅桿、雙桅桿、人字桅桿、門式桅桿和動臂桅桿五類基本形式。

8二、分類8三、基本工作形式：

桅桿式起重機的基本工作形式有如下五種，其它工作形式可以認為是該基本形式的變化。1、直立單桅桿吊裝，主要用于吊裝橋式起重機、大型構件等（如圖4-4）。

9三、基本工作形式：9如圖4-4直立單桅桿吊裝橋式起重機10如圖4-4直立單桅桿吊裝橋式起重機102、斜立人字桅桿（或單桅桿和門式桅桿）吊裝。主要用于在建筑物上吊裝小型設備或構件（如圖4-5）吊裝過程見動畫1112、斜立人字桅桿11動畫1斜立人字桅桿吊裝過程12動畫1斜立人字桅桿吊裝過程123、雙桅桿滑移抬吊。主要用于吊裝大型塔、罐設備（如圖4-6）。

4、扳倒法吊裝，主要用于吊裝大型塔架類構件（如圖4-7）。5、動臂桅桿吊裝，主要用于在某一范圍內有大量中、小設備或構件的吊裝。（如圖4-8）。

133、雙桅桿滑移抬吊。主要用于吊裝大型塔、罐設備（如圖4-6）如圖4-6雙桅桿滑移抬吊14如圖4-6雙桅桿滑移抬吊14動畫2

雙桅桿滑移抬吊吊裝過程15動畫2雙桅桿滑移抬吊吊裝過程15圖4-7扳倒法吊裝16圖4-7扳倒法吊裝16動畫3扳倒法吊裝過程動畫3扳倒法吊裝過程17圖4-8動臂桅桿吊裝18圖4-8動臂桅桿吊裝18動畫4動臂桅桿吊裝過程動畫4動臂桅桿吊裝過程19第二節(jié)實腹式桅桿式起重機的設計與校驗

桅桿的設計主要有兩項任務，長度確定、截面選擇。現(xiàn)分別討論。一、

桅桿的長度確定確定桅桿長度時，可分直立和傾斜兩種情況處理，實際上，直立是傾斜在傾角α為零的一種特殊情況，但為了更明確，仍分別論述。其它工作形式均可轉化成上述兩種情況處理。

20第二節(jié)實腹式桅桿式起重機的設計與校驗桅桿的設計1、直立桅桿的長度選擇應考慮如下問題：（1）工藝要求或現(xiàn)場環(huán)境要求被吊裝設備或構件被吊起的最大高度。（2）被吊裝設備或構件的高度。（3）吊索拴接方法及高度。（4）滑輪組的最短極限距離。（5）工藝要求的騰空距離。（6）安全距離。（7）桅桿基礎高度。如圖4-9示，

211、直立桅桿的長度選擇應考慮如下問題：21圖4-9直立桅桿長度計算圖22圖4-9直立桅桿長度計算圖22圖中：

h1—

設備就位高度，即工藝要求或現(xiàn)場環(huán)境要求被吊裝設備或構件被吊起的最大高度。

h2

—

工藝要求的騰空距離。一般不小于300

。

h3

—

吊索和滑輪組在鉛垂線上的投影，對于的確定，必須考慮：

23圖中：23

①吊索的捆綁長度，必須根據(jù)施工實際情況確定，其原則是方便工人施工。

②滑輪組的最短極限距離和一定的安全裕度，安全裕度一般取為500，滑輪組的最短極限距離可查表。③滑輪組的偏角（與鉛垂線的夾角）

h4——

桅桿頭部長度，一般取為500

24

①吊索的捆綁長度，必須根據(jù)施工實際情況確定，其原則是方桅桿總長為：L=h1+h2+h3+h4對于桅桿總長的最后確定，還必須注意：①計算出的L值，必須考慮一個安全裕度，一般為500

②桅桿計算長度必須向大的方向圓整，以便于施工。③如果桅桿基礎較高，則應減去基礎高度，如果基礎高度不大，而廠房高度又無嚴格限制，則可忽略基礎高度。

25桅桿總長為：252、傾斜桅桿的長度計算傾斜桅桿的長度計算時，除了要考慮上述各項參數(shù)外，還要考慮被吊裝設備或構件的幾何尺寸、桅桿傾斜的角度、桅桿的直徑等，進行投影關系計算和通過性能計算，取二者中的較大者為桅桿長度。如圖4-10示。262、傾斜桅桿的長度計算26圖4-10傾斜桅桿長度計算圖圖中：桅桿有效長度為lh1—

基礎高度h2—

騰空高度h3—

設備高度h4—

吊索高度h5—

滑輪組最短極限距離H6—吊環(huán)或捆綁繩長度

27圖4-10傾斜桅桿長度計算圖圖中：27（1）按投影關系有：（2）按通過性能有：

28（1）按投影關系有：28

式中：

a—

設備外沿至桅桿軸線的距離，它包括：設備外沿至桅桿外沿的間距（不小于300）和桅桿的半徑。

R——

設備半徑。上述二者取較大者，并加一安全裕量后圓整，為桅桿的有效長度，再加上頭部長度（一般為500），即為桅桿總長L。

29式中：29二、鋼管式桅桿的截面選擇與校核

1、破壞特點：（1）、細長壓桿，其破壞形式是失穩(wěn)破壞；（2）、所以在截面選擇時，應按穩(wěn)定條件選擇。30二、鋼管式桅桿的截面選擇與校核302、設計方法與步驟（1）、設計方法：桅桿是受壓形式是偏心壓桿，即除了承受壓力，還要承受偏心彎矩，計算時，應按壓彎組合進行，但工程實際中，對于鋼管式桅桿，為了簡化計算，常將其簡化成軸心受壓進行計算，而將其許用應力減小。

312、設計方法與步驟31

因此，對于實腹式桅桿式起重機，有兩種設計計算方法：簡便計算：將偏心壓桿簡化成軸心壓桿進行計算，同時將許用應力降低200～300Kg/cm2精確計算：按壓彎組合進行設計計算。實際上，工程實際中，為保證安全，不管按哪種方法進行設計計算，一般均將設計值控制在800Kg/cm2

～900Kg/cm2左右。32因此，對于實腹式桅桿式起重機，有兩種設計計算（2）、設計步驟：①受力分析與計算，計算出桅桿的內力（軸力、彎矩），并畫出內力圖。②按經(jīng)驗初選截面。（或按教材附錄初選）③計算初選截面的截面特性和長細比。④查表查出穩(wěn)定折減系數(shù)。⑤按公式進行校核。如滿足要求，選擇完成，如不滿足要求，重復上述過程。

33（2）、設計步驟：333、受力分析與內力計算受力分析簡化如圖4-11所示。（以傾斜桅桿為例）圖中：

Q計—桅桿計算載荷，注意，應包括設備、索、吊具的重量。

S—跑繩拉力，可認為與桅桿平行。

T—纜風繩等效拉力。

G—桅桿自重343、受力分析與內力計算34圖4-11傾斜桅桿受力分析圖α—桅桿與鉛垂線的夾角β—纜風繩與水平面的夾角35圖4-11傾斜桅桿受力分析圖α—桅桿與鉛垂線的夾角3（1）、載荷組合按照鋼結構設計規(guī)范（GB50017—2003）的規(guī)定，對各類鋼結構應按“極限概率狀態(tài)”進行設計，其設計表達式為：

36（1）、載荷組合36式中：

γ0—結構重要性系數(shù)，對安全等級為一級、二級、三級的結構構件分別取不小于1.1、1.0、0.9，對于桅桿結構，取不小于1.1。

γG—“恒載荷”或“永久載荷”分項系數(shù)，在吊裝工程中，取1.2。

γQ

—“活載荷”或“可變載荷”分項系數(shù)，在吊裝工程中，取1.4。

37式中：37

—“恒載荷”或“永久載荷”標準值在桅桿結構截面或連接中產(chǎn)生的應力。

—“活載荷”或“可變載荷”標準值在桅桿結構截面或連接中產(chǎn)生的應力。

—鋼材“強度設計值”，是鋼材的屈服點（fy）除以抗力分項系數(shù)的商，對于Q235，

38—“恒載荷”或“永久載荷”標準值在桅桿結構截面或連

在吊裝工程中，被吊裝的設備或構件是運動的，滑輪組跑繩是運動的，纜風繩的拉力是隨著被吊裝的設備或構件的運動而改變的，所以被吊裝的設備或構件的重量（包括索、吊具重量）、滑輪組跑繩拉力和纜風繩的拉力等是“活載荷”或“可變載荷”，由于在吊裝過程中，桅桿不可避免地會因各種原因產(chǎn)生運動或振動，所以桅桿自重也可以偏安全地看成是“活載荷”或“可變載荷”，在計算桅桿內力時均應乘上1.4的分項系數(shù)。

39在吊裝工程中，被吊裝的設備或構件是運動的，滑輪組跑繩是

具體計算時應注意，滑輪組跑繩拉力和纜風繩的拉力既是選擇滑輪組、鋼絲繩和卷揚機的依據(jù)，又是設計桅桿截面的依據(jù)，在計算滑輪組跑繩拉力和纜風繩的拉力時，被吊裝的設備或構件的重量（包括索、吊具重量）一般不應考慮“活載荷”或“可變載荷”分項系數(shù)，以免滑輪組、鋼絲繩和卷揚機等選得過大，而在計算桅桿截面時，分別乘上。40具體計算時應注意，滑輪組跑繩拉力和纜風繩的拉力既是選（2）、載荷設計值計算

①、計算載荷設計值

②、滑輪組跑繩拉力設計值

41（2）、載荷設計值計算②、滑輪組跑繩拉力設計值41③、纜風繩的拉力設計值

④、桅桿自重設計值

42③、纜風繩的拉力設計值④、桅桿自重設計值42（3）、軸力計算設計桅桿截面時，一般需要計算桅桿的頂部、吊耳處、中部和底部軸力，令其分別為：

、、、

43（3）、軸力計算、、、43頂部軸力：吊耳處的軸力

式中：

l1—桅桿頭部長度

44頂部軸力：吊耳處的軸力式中：l1—桅桿頭部桅桿中部軸力

桅桿底部軸力

45桅桿中部軸力桅桿底部軸力45圖4-12桅桿軸力圖46圖4-12桅桿軸力圖46(2)、彎矩的計算可分別按各力單獨作用于桅桿時產(chǎn)生的彎矩進行計算，然后疊加。具體過程為作業(yè)，請同學們自己做。注意：桅桿自重是均布載荷疊加后的彎矩圖如圖4-1347(2)、彎矩的計算47圖4-13桅桿彎矩圖48圖4-13桅桿彎矩圖484、截面初選（1）、按經(jīng)驗或按教材表附錄5初選；（2）、查出：①截面面積F②最小慣性半徑i③計算出長細比λ

494、截面初選49式中：μ為兩端支承系數(shù)，兩端鉸支：υ=1一端固定、一端自由：υ=2兩端固定：υ=0.5一端固定、一端鉸支：υ=0.7

一般，桅桿取為兩端鉸支。

50式中：μ為兩端支承系數(shù)，50當：λ＜61時，小柔度桿，按強度進行計算。

λ≥61時，中、大柔度桿，按穩(wěn)定條件進行計算。按λ查表，查出軸心受壓折減系數(shù)

51當：λ＜61時，小柔度桿，按強度進行計算。515、截面校核：按簡便計算法（軸心壓桿）

式中：

A為許用應力減少量，一般取200～300Kg/cm2

NZ為桅桿中部軸力。525、截面校核：52

上式如滿足，設計結束；如不滿足，重新初選截面，進行校核。實際工程中，設計值一般控制在800Kg/cm2

～1000Kg/cm2左右。如必須按壓彎組合進行計算，其具體方法見格構式桅桿的校核。

53上式如滿足，設計結束；如不滿足，重新初選截面例題1

如圖示，某工地采用傾斜桅桿吊裝一設備，已知設備重（包括索、吊具）為50KN，外形尺寸為：長×寬×=6×3×2.5m，基礎高6.5m，如假定纜風繩的等效拉力為20KN，請按簡便法設計一根鋼管式桅桿。54例題1如圖示，某工地采用傾斜桅桿吊裝一設5555解：一、確定桅桿長度1、按投影關系已知：h1=6.5mh2=0.3mh3=2.5m(1)、確定吊索長度h4吊索栓接方法設計如圖示56解：56由圖示幾何關系知：h4=1.5m(2)、確定滑輪組長度h5

根據(jù)設備重量，選擇H8×2G滑輪組，單跑頭順穿，查表，得其最短極限距離（鉤到鉤）為2000，考慮500安全距離，則：

h5=2.5m57由圖示幾何關系知：h4=1.5m57令：按投影長度求得的桅桿有效長度為：取為14m。58令：按投影長度求得的桅桿有效長度為：582、按通過性確定桅桿有效長度（假定桅桿直徑為400）令：按通過性確定的桅桿有效長度為取為17.5m。592、按通過性確定桅桿有效長度（假定桅桿直徑為400）59兩者比較，取桅桿有效長度為17.5m,加上桅桿頭部長度500,則：桅桿總長

L=17.5+0.5=18.00m符合材料的出廠規(guī)格。60兩者比較，取桅桿有效長度為17.5m,60二、桅桿的截面選擇1、滑輪組跑繩拉力計算（1）、計算載荷

Q計

=K動×Q=1.1×50=55KN查表選H8×2G滑輪組，分支數(shù)為4，導向輪為2。查表，得載荷系數(shù)為：α=0.287則滑輪組的跑繩拉力S為:S=α×Q計

=0.287×55=15.8KN61二、桅桿的截面選擇612、桅桿受力分析與計算（1）、桅桿受力分析如圖示：查教材附錄4，初選φ273×8的無縫鋼管，其截面特性為：截面積F=66.7cm2慣性半徑i=9.37cm自重:q=0.5228KN/m622、桅桿受力分析與計算62（2）、載荷設計值計算：計算載荷設計值：

滑輪組跑繩拉力設計值：63（2）、載荷設計值計算：滑輪組跑繩拉力設計值：63纜風繩的拉力設計值：

桅桿自重設計值：64纜風繩的拉力設計值：桅桿自重設計值：64（3）、軸力計算頂部軸力：

吊耳處軸力：65（3）、軸力計算吊耳處軸力：65桅桿中部軸力：桅桿底部軸力：66桅桿中部軸力：桅桿底部軸力：66桅桿軸力圖67桅桿軸力圖673、截面校核（按簡便算法）（1）、長細比計算：查表（教材附錄5）得軸心壓桿折減系數(shù)為：683、截面校核（按簡便算法）查表（教材附錄5）得軸心壓桿折減系（2）、截面校核：符合要求69（2）、截面校核：符合要求69第三節(jié)格構式桅桿的設計計算課程設計要用，要求自己看。70第三節(jié)格構式桅桿的設計計算課程設計要用，要求自己看。70第四節(jié)穩(wěn)定系統(tǒng)的設計計算桅桿穩(wěn)定系統(tǒng)包括纜風繩和地錨兩大部分。一、纜風繩的設計計算：〈一〉、纜風繩的布置形式1、傾斜桅桿纜風繩的布置（圖4-14）2、直立單桅桿纜風繩的布置（圖4-15）3、直立雙桅桿纜風繩的布置（圖4-16）4、動臂桅桿纜風繩的布置（圖4-17）71第四節(jié)穩(wěn)定系統(tǒng)的設計計算桅桿穩(wěn)定系統(tǒng)包括纜風繩和地錨兩圖4-14a傾斜桅桿纜風繩的布置(頂視圖)

72圖4-14a傾斜桅桿纜風繩的布置(頂視圖)72圖4-14b傾斜桅桿纜風繩的布置(立體圖)圖4-14b傾斜桅桿纜風繩的布置(立體圖)73圖4-15a直立單桅桿纜風繩的布置(頂視圖)

74圖4-15a直立單桅桿纜風繩的布置(頂視圖)744-15b直立單桅桿纜風繩的布置(立體圖)4-15b直立單桅桿纜風繩的布置(立體圖)75圖4-16a直立雙桅桿纜風繩的布置(頂視圖)

76圖4-16a直立雙桅桿纜風繩的布置(頂視圖)76圖4-16b直立雙桅桿纜風繩的布置(立體圖)圖4-16b直立雙桅桿纜風繩的布置(立體圖)77圖4-17a動臂桅桿纜風繩的布置(頂視圖)

78圖4-17a動臂桅桿纜風繩的布置(頂視圖)78圖4-17b動臂桅桿纜風繩的布置(立體圖)圖4-17b動臂桅桿纜風繩的布置(立體圖)79〈二〉、纜風繩的設計計算：纜風繩拉力分“工作拉力”和“初拉力”兩部分。1、初拉力

（1）、概念：指的是桅桿在沒有工作時，纜風繩預先拉緊的力。它決定了桅桿頭部在工作時偏移量的大小。80〈二〉、纜風繩的設計計算：80（2）、初拉力的確定①理論公式：見教材，目前不成熟。

②按經(jīng)驗公式進行。在大多數(shù)吊裝精度要求不高的情況下，能滿足要求。初拉力計算的經(jīng)驗公式：a、取主纜風繩的工作拉力的15%～20%。81（2）、初拉力的確定81b、

按鋼絲繩的直徑確定：

d

≤22mm時，T初=1噸

22mm＜

d≤37mm時，T初=3噸

d＞

37mm時，T初=5噸C、取鋼絲繩的自重的50%～100%

最常用的是a。（按主纜風繩的工作拉力的百分比取初拉力）82b、

按鋼絲繩的直徑確定：822、工作拉力：

（1）、概念：桅桿式起重機在工作時，纜風繩所承擔的載荷。（2）、特點：①布置方式較多；根據(jù)具體情況計算。②肯定有一根處在吊裝平面內。（主纜風）

832、工作拉力：83（3）、計算法則所有纜風繩的拉力轉化為在吊裝平面內的等效拉力T，因此，各力在這個垂直平面內形成平面匯交力系。根據(jù)力系平衡，可以計算出纜風繩的等效拉力T，然后，按一定比例將這個等效力T分配到各纜風繩上，即得到主纜風繩的工作拉力Tz。這個分配比例與纜風繩的工藝布置有關。可以查表。

84（3）、計算法則84（4）、計算過程如圖4-14，纜風繩與水平面的夾角為β，規(guī)定：一般情況下：β≤300特殊情況下：β≤45085（4）、計算過程85根據(jù)力矩平衡，有：86根據(jù)力矩平衡，有：86主纜風繩工作拉力T工為：

T工=μ×T式中，μ為分配系數(shù)，根據(jù)纜風繩的布置形式，查表（教材表2-7-1，2-7-2）。主纜風繩總拉力Tz為：

Tz=T工+T初87主纜風繩工作拉力T工為：87（5）、纜風繩的選擇所有纜風繩必須一律按主纜風繩的總拉力Tz選取。不允許：主纜風繩的受力大，選直徑大的鋼絲繩，其他纜風繩的受力小，選直徑小的鋼絲繩。88（5）、纜風繩的選擇88例題2

試求例題1的纜風繩拉力，并選擇纜風繩規(guī)格型號。（所有參數(shù)均取計算結果）。解：由例題1，已知：桅桿總長度：L=18m；有效長度:l=17.5m桅桿截面為:φ273×8;桅桿自重:G=52.28Kg/m×18=941Kg滑輪組跑繩拉力:S=1.58t計算載荷:Q計=5.5t89例題2試求例題1的纜風繩拉力，并選擇纜風繩例題2吊耳偏心距：E2=300；纜風盤偏心距：E1=300。1、纜風繩布置：按5根布置；2、受力分析如例題2圖示。90例題2吊耳偏心距：90例題23、有效拉力計算按公式：將數(shù)據(jù)代入公式得：

T=2.25t91例題23、有效拉力計算91例題24、主纜風繩工作拉力的確定：查表（教材表2-7-1）得：分配系數(shù)μ=0.828

則:主纜風繩工作拉力T工為:T工=μT=0.828×2.25=1.86t92例題24、主纜風繩工作拉力的確定：92例題25、主纜風繩初拉力的確定：按工作拉力的15%～20%取，太小，取為最小值T初=1t6、主纜風繩總拉力的確定：

T主=T工+T初

=1.86+1=2.86t93例題25、主纜風繩初拉力的確定：93例題27、主纜風繩的選擇：查表（手冊表2-15）選6×19+1，σb=1400MP鋼絲繩，安全系數(shù)取3.5直徑為φ15.58、其它纜風繩的選擇：其它纜風繩一律與主纜風繩相同。94例題27、主纜風繩的選擇：94二、地錨的計算1、作用：地錨的作用是固定纜風繩，將纜風繩的拉力傳遞到大地。以保持桅桿的穩(wěn)定和正常工作。2、種類、目前常用的地錨種類有：全埋式、半埋式、活動式和利用建筑物數(shù)種。95二、地錨的計算953、全埋式地錨的設計計算

（1）、結構全埋式地錨是將橫梁橫臥在按一定要求挖好的坑底，將鋼絲繩拴接在橫梁上，并從坑前端的槽中引出，埋好后回填土壤并夯實即成。963、全埋式地錨的設計計算96（2）、特點全埋式地錨可以承受較大的拉力，適合于重型吊裝；須破壞地面，不適合用于地面已處理好，或地下埋有地下管、線的擴建工程；橫梁材料不能再次使用，浪費較大；地錨強度的計算主要是驗算其水平穩(wěn)定性、垂直穩(wěn)定性和橫梁強度。97（2）、特點97（3）、垂直穩(wěn)定性計算計算簡圖如圖4-18示圖4-18a全埋式地錨（剖面）98（3）、垂直穩(wěn)定性計算圖4-18a全埋式地錨（剖面）圖4-18b全埋式地錨（立體圖）圖4-18b全埋式地錨（立體圖）99圖中：T—

纜風繩拉力，它可分解為水平分力T1，垂直分力T2；α—

纜風繩與地面夾角；B—

地錨的上口寬；b—

底部寬度；H—

地錨深度；L—橫梁長度；100圖中：100H—橫梁高度；Ψ1—

土壤抗拔角；G—

土壤重量。在水平分力的作用下，橫梁壓緊在土壤上，當橫梁在垂直分力的作用下有上拔趨勢時，產(chǎn)生摩擦力f。

101H—橫梁高度；101式中：μ為摩擦系數(shù)，一般取0.4～0.5垂直穩(wěn)定性按下式校核:

式中：K為穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取

2～2.5

102式中：μ為摩擦系數(shù)，一般取0.4～0.5102（4）、水平穩(wěn)定性計算計算簡圖如圖4-18該項主要校核土壤的抗壓能力。按下式進行：

式中：

為土壤在H深度的抗壓強度?？砂聪率竭M行計算：

103（4）、水平穩(wěn)定性計算103式中：γ

—

土壤容重，可查表

c—

土壤凝聚力，可查表，應注意單位的換算。

—

土壤的內摩擦角，可查表。

104式中：γ—土壤容重，可查表1044、活動式地錨的設計計算

（1）、結構

活動式地錨是在一鋼質托排上壓放塊狀重物如鋼錠、條石等組成，鋼絲繩拴接于托排上。（2）、特點承受的力不大，但不破壞地面，適合于改、擴建工程。計算其強度時需要計算其水平穩(wěn)定性和垂直穩(wěn)定性。

1054、活動式地錨的設計計算105（3）、垂直穩(wěn)定性計算計算簡圖如圖4-19圖4-19a活動式地錨

106（3）、垂直穩(wěn)定性計算圖4-19a活動式地錨10圖4-19b活動式地錨（立體圖）圖4-19b活動式地錨（立體圖）107

地錨破壞時，可能在垂直分力的作用下，沿著托排尾部的A點傾翻，所以有：

K取2～2.5

108地錨破壞時，可能在垂直分力的作用下，沿著托排尾部的A（4）水平穩(wěn)定性計算地錨破壞時，可能在水平分力的作用下，克服摩擦力而滑動，所以有：

式中：μ為摩擦系數(shù)，一般取0.5，K取2～2.5

109（4）水平穩(wěn)定性計算1095、利用建筑物做地錨在工程實際中，還常利用已有建筑物作為地錨，如混凝土基礎、混凝土柱等，但這類利用已有建筑物前，必須獲得建筑物設計單位的書面認可。1105、利用建筑物做地錨110例題3

按例題2的條件設計一全埋式地錨，假設地質條件為可塑亞沙土。解：由例題2，已知：主纜風繩的拉力為：T主

=2.86t主纜風繩與水平面夾角：β=300由本題假定，查表（教材表2-8-1）得可塑亞沙土的特性為：111例題3按例題2的條件設計一全埋式地錨，假例題3

容重：γ=1.7×10-3Kg/cm3=1.7t/m3

內摩擦角ψ0=220

凝聚力:c=0.08Kg/cm2=0.8t/m2

計算抗拔角:ψ1=230(1)、受力分析簡圖如例題圖主纜風繩的拉力的水平分力和垂直分力分別為：T1=2.86×cos300=2.48tT2=2.86×sin300=1.43t112例題3容重：γ=1.7×10-3Kg/cm3例題3圖113例題3圖113例題32、地錨結構設定：（1）、橫梁采用工地常用規(guī)格木材，其尺寸為：長×寬×高=1500×250×250，四根，即：

L=1.5m；h=0.5m；b=0.5m；（2）、根據(jù)經(jīng)驗，暫取地錨深度H=1.5m（3）、地錨上口寬度B為：

B=b+H×tanψ1=0.5+1.5×tan230=1.14m114例題32、地錨結構設定：114例題33、土壤重量計算：

G=γ×V=1.7×（B+b）×H×0.5×1.5=3.14t4、摩擦力f的計算：

f=μ×T1=0.5×2.48=1.24t5、垂直穩(wěn)定性校核：115例題33、土壤重量計算：115例題3

垂直穩(wěn)定性合格6、水平穩(wěn)定性校核116例題3116例題3土壤在1.5m深度下的抗壓強度：117例題3土壤在1.5m深度下的抗壓強度：117例題3

水平穩(wěn)定性合格,該地錨合格。其各部分尺寸為：

L=1.5m；h=0.5m；

b=0.5m；H=1.5m118例題3118作業(yè)一、思考題：1、桅桿式起重機由哪些基本系統(tǒng)組成？各系統(tǒng)的作用是什么？2、桅桿式起重機分成哪兩大類？3、桅桿式起重機有哪些基本工作形式？這些工作形式各適用于哪些場合？4、確定桅桿長度時需考慮哪些問題？5、桅桿的破壞特性是什么？119作業(yè)一、思考題：119作業(yè)6、對鋼管式桅桿的截面加強應怎樣做才合理？7、鋼管式桅桿的截面選擇有哪些基本方法？8、纜風繩的布置的基本方式有哪些？9、對纜風繩的布置有哪些基本要求？10、纜風繩適合選用哪種型號的鋼絲繩？其安全系數(shù)不得小于多少？120作業(yè)6、對鋼管式桅桿的截面加強應怎樣做才合理？120作業(yè)11、能否對主、副纜風繩選用不同直徑的鋼絲繩？為什么？12、地錨的種類基本的有哪些？13、如采用建筑物做地錨，應做哪些工作？14、全埋式地錨的特點有哪些？適合哪些場合？15、活動式地錨的特點有哪些？適合哪些場合？121作業(yè)11、能否對主、副纜風繩選用不同直徑的鋼絲繩？1作業(yè)二、計算題：1、如圖，采用一直立桅桿吊裝一10t橋式起重機，已知設備（包括索、吊具）重為100KN，吊裝高度為12m，設備高3m，跨度21m，門式剛架廠房，采用兩套滑輪組對稱吊裝，試采用簡便計算方法設計一鋼管式桅桿。(假設纜風繩對桅桿產(chǎn)生的軸力為55KN)122作業(yè)二、計算題：122作業(yè)1圖123作業(yè)1圖123作業(yè)2、某工地采用傾斜桅桿吊裝一設備，已知設備重50KN，設備幾何尺寸為：長×寬×高=3×1.5×1.5，基礎高（包括地腳螺栓）10m，請采用簡便計算方法設計一鋼管式桅桿，選擇其纜風繩規(guī)格，分別設計一全埋式和一活動式地錨。（提示：在設計桅桿截面時，需先計算纜風繩等效拉力，可先按教材表2-5-1，假設桅桿截面，計算自重）。124作業(yè)2、某工地采用傾斜桅桿吊裝一設備，已知設備重50K第四章桅桿式起重機

125第四章桅桿式起重機1第一節(jié)桅桿式起重機的基本結構與分類

一、基本結構

桅桿式起重機由金屬結構、起升系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)、動力系統(tǒng)組成。

1、金屬結構包括：桅桿、基座及其附件組成。主要用來提供起升高度和幅度，并將被吊裝設備或構件的重量傳遞到基礎上。如圖4-1

126第一節(jié)桅桿式起重機的基本結構與分類一、基本結構2圖4-1桅桿金屬結構127圖4-1桅桿金屬結構3圖4-2桅桿頭部結構128圖4-2桅桿頭部結構4圖4-3(a)桅桿基座結構1129圖4-3(a)桅桿基座結構15圖4-3(b)桅桿基座結構2130圖4-3(b)桅桿基座結構262、起升系統(tǒng)：主要作用是提升被吊裝設備或構件，它主要由滑輪組、導向輪和鋼絲繩等組成。3、穩(wěn)定系統(tǒng)：主要作用是穩(wěn)定桅桿，包括纜風繩、地錨等。

4、動力系統(tǒng)：為桅桿式起重機提供動力，常用的主要是電動卷揚機，也有液壓裝置。

1312、起升系統(tǒng)：主要作用是提升被吊裝設備或構件，它主要由滑輪組二、分類

1、按桅桿結構形式分：桅桿可分為格構式和實腹式（一般為鋼管）兩類（如圖4-1）。

2、按組合形式分：桅桿可分為單桅桿、雙桅桿、人字桅桿、門式桅桿和動臂桅桿五類基本形式。

132二、分類8三、基本工作形式：

桅桿式起重機的基本工作形式有如下五種，其它工作形式可以認為是該基本形式的變化。1、直立單桅桿吊裝，主要用于吊裝橋式起重機、大型構件等（如圖4-4）。

133三、基本工作形式：9如圖4-4直立單桅桿吊裝橋式起重機134如圖4-4直立單桅桿吊裝橋式起重機102、斜立人字桅桿（或單桅桿和門式桅桿）吊裝。主要用于在建筑物上吊裝小型設備或構件（如圖4-5）吊裝過程見動畫11352、斜立人字桅桿11動畫1斜立人字桅桿吊裝過程136動畫1斜立人字桅桿吊裝過程123、雙桅桿滑移抬吊。主要用于吊裝大型塔、罐設備（如圖4-6）。

4、扳倒法吊裝，主要用于吊裝大型塔架類構件（如圖4-7）。5、動臂桅桿吊裝，主要用于在某一范圍內有大量中、小設備或構件的吊裝。（如圖4-8）。

1373、雙桅桿滑移抬吊。主要用于吊裝大型塔、罐設備（如圖4-6）如圖4-6雙桅桿滑移抬吊138如圖4-6雙桅桿滑移抬吊14動畫2

雙桅桿滑移抬吊吊裝過程139動畫2雙桅桿滑移抬吊吊裝過程15圖4-7扳倒法吊裝140圖4-7扳倒法吊裝16動畫3扳倒法吊裝過程動畫3扳倒法吊裝過程141圖4-8動臂桅桿吊裝142圖4-8動臂桅桿吊裝18動畫4動臂桅桿吊裝過程動畫4動臂桅桿吊裝過程143第二節(jié)實腹式桅桿式起重機的設計與校驗

桅桿的設計主要有兩項任務，長度確定、截面選擇?，F(xiàn)分別討論。一、

桅桿的長度確定確定桅桿長度時，可分直立和傾斜兩種情況處理，實際上，直立是傾斜在傾角α為零的一種特殊情況，但為了更明確，仍分別論述。其它工作形式均可轉化成上述兩種情況處理。

144第二節(jié)實腹式桅桿式起重機的設計與校驗桅桿的設計1、直立桅桿的長度選擇應考慮如下問題：（1）工藝要求或現(xiàn)場環(huán)境要求被吊裝設備或構件被吊起的最大高度。（2）被吊裝設備或構件的高度。（3）吊索拴接方法及高度。（4）滑輪組的最短極限距離。（5）工藝要求的騰空距離。（6）安全距離。（7）桅桿基礎高度。如圖4-9示，

1451、直立桅桿的長度選擇應考慮如下問題：21圖4-9直立桅桿長度計算圖146圖4-9直立桅桿長度計算圖22圖中：

h1—

設備就位高度，即工藝要求或現(xiàn)場環(huán)境要求被吊裝設備或構件被吊起的最大高度。

h2

—

工藝要求的騰空距離。一般不小于300

。

h3

—

吊索和滑輪組在鉛垂線上的投影，對于的確定，必須考慮：

147圖中：23

①吊索的捆綁長度，必須根據(jù)施工實際情況確定，其原則是方便工人施工。

②滑輪組的最短極限距離和一定的安全裕度，安全裕度一般取為500，滑輪組的最短極限距離可查表。③滑輪組的偏角（與鉛垂線的夾角）

h4——

桅桿頭部長度，一般取為500

148

①吊索的捆綁長度，必須根據(jù)施工實際情況確定，其原則是方桅桿總長為：L=h1+h2+h3+h4對于桅桿總長的最后確定，還必須注意：①計算出的L值，必須考慮一個安全裕度，一般為500

②桅桿計算長度必須向大的方向圓整，以便于施工。③如果桅桿基礎較高，則應減去基礎高度，如果基礎高度不大，而廠房高度又無嚴格限制，則可忽略基礎高度。

149桅桿總長為：252、傾斜桅桿的長度計算傾斜桅桿的長度計算時，除了要考慮上述各項參數(shù)外，還要考慮被吊裝設備或構件的幾何尺寸、桅桿傾斜的角度、桅桿的直徑等，進行投影關系計算和通過性能計算，取二者中的較大者為桅桿長度。如圖4-10示。1502、傾斜桅桿的長度計算26圖4-10傾斜桅桿長度計算圖圖中：桅桿有效長度為lh1—

基礎高度h2—

騰空高度h3—

設備高度h4—

吊索高度h5—

滑輪組最短極限距離H6—吊環(huán)或捆綁繩長度

151圖4-10傾斜桅桿長度計算圖圖中：27（1）按投影關系有：（2）按通過性能有：

152（1）按投影關系有：28

式中：

a—

設備外沿至桅桿軸線的距離，它包括：設備外沿至桅桿外沿的間距（不小于300）和桅桿的半徑。

R——

設備半徑。上述二者取較大者，并加一安全裕量后圓整，為桅桿的有效長度，再加上頭部長度（一般為500），即為桅桿總長L。

153式中：29二、鋼管式桅桿的截面選擇與校核

1、破壞特點：（1）、細長壓桿，其破壞形式是失穩(wěn)破壞；（2）、所以在截面選擇時，應按穩(wěn)定條件選擇。154二、鋼管式桅桿的截面選擇與校核302、設計方法與步驟（1）、設計方法：桅桿是受壓形式是偏心壓桿，即除了承受壓力，還要承受偏心彎矩，計算時，應按壓彎組合進行，但工程實際中，對于鋼管式桅桿，為了簡化計算，常將其簡化成軸心受壓進行計算，而將其許用應力減小。

1552、設計方法與步驟31

因此，對于實腹式桅桿式起重機，有兩種設計計算方法：簡便計算：將偏心壓桿簡化成軸心壓桿進行計算，同時將許用應力降低200～300Kg/cm2精確計算：按壓彎組合進行設計計算。實際上，工程實際中，為保證安全，不管按哪種方法進行設計計算，一般均將設計值控制在800Kg/cm2

～900Kg/cm2左右。156因此，對于實腹式桅桿式起重機，有兩種設計計算（2）、設計步驟：①受力分析與計算，計算出桅桿的內力（軸力、彎矩），并畫出內力圖。②按經(jīng)驗初選截面。（或按教材附錄初選）③計算初選截面的截面特性和長細比。④查表查出穩(wěn)定折減系數(shù)。⑤按公式進行校核。如滿足要求，選擇完成，如不滿足要求，重復上述過程。

157（2）、設計步驟：333、受力分析與內力計算受力分析簡化如圖4-11所示。（以傾斜桅桿為例）圖中：

Q計—桅桿計算載荷，注意，應包括設備、索、吊具的重量。

S—跑繩拉力，可認為與桅桿平行。

T—纜風繩等效拉力。

G—桅桿自重1583、受力分析與內力計算34圖4-11傾斜桅桿受力分析圖α—桅桿與鉛垂線的夾角β—纜風繩與水平面的夾角159圖4-11傾斜桅桿受力分析圖α—桅桿與鉛垂線的夾角3（1）、載荷組合按照鋼結構設計規(guī)范（GB50017—2003）的規(guī)定，對各類鋼結構應按“極限概率狀態(tài)”進行設計，其設計表達式為：

160（1）、載荷組合36式中：

γ0—結構重要性系數(shù)，對安全等級為一級、二級、三級的結構構件分別取不小于1.1、1.0、0.9，對于桅桿結構，取不小于1.1。

γG—“恒載荷”或“永久載荷”分項系數(shù)，在吊裝工程中，取1.2。

γQ

—“活載荷”或“可變載荷”分項系數(shù)，在吊裝工程中，取1.4。

161式中：37

—“恒載荷”或“永久載荷”標準值在桅桿結構截面或連接中產(chǎn)生的應力。

—“活載荷”或“可變載荷”標準值在桅桿結構截面或連接中產(chǎn)生的應力。

—鋼材“強度設計值”，是鋼材的屈服點（fy）除以抗力分項系數(shù)的商，對于Q235，

162—“恒載荷”或“永久載荷”標準值在桅桿結構截面或連

在吊裝工程中，被吊裝的設備或構件是運動的，滑輪組跑繩是運動的，纜風繩的拉力是隨著被吊裝的設備或構件的運動而改變的，所以被吊裝的設備或構件的重量（包括索、吊具重量）、滑輪組跑繩拉力和纜風繩的拉力等是“活載荷”或“可變載荷”，由于在吊裝過程中，桅桿不可避免地會因各種原因產(chǎn)生運動或振動，所以桅桿自重也可以偏安全地看成是“活載荷”或“可變載荷”，在計算桅桿內力時均應乘上1.4的分項系數(shù)。

163在吊裝工程中，被吊裝的設備或構件是運動的，滑輪組跑繩是

具體計算時應注意，滑輪組跑繩拉力和纜風繩的拉力既是選擇滑輪組、鋼絲繩和卷揚機的依據(jù)，又是設計桅桿截面的依據(jù)，在計算滑輪組跑繩拉力和纜風繩的拉力時，被吊裝的設備或構件的重量（包括索、吊具重量）一般不應考慮“活載荷”或“可變載荷”分項系數(shù)，以免滑輪組、鋼絲繩和卷揚機等選得過大，而在計算桅桿截面時，分別乘上。164具體計算時應注意，滑輪組跑繩拉力和纜風繩的拉力既是選（2）、載荷設計值計算

①、計算載荷設計值

②、滑輪組跑繩拉力設計值

165（2）、載荷設計值計算②、滑輪組跑繩拉力設計值41③、纜風繩的拉力設計值

④、桅桿自重設計值

166③、纜風繩的拉力設計值④、桅桿自重設計值42（3）、軸力計算設計桅桿截面時，一般需要計算桅桿的頂部、吊耳處、中部和底部軸力，令其分別為：

、、、

167（3）、軸力計算、、、43頂部軸力：吊耳處的軸力

式中：

l1—桅桿頭部長度

168頂部軸力：吊耳處的軸力式中：l1—桅桿頭部桅桿中部軸力

桅桿底部軸力

169桅桿中部軸力桅桿底部軸力45圖4-12桅桿軸力圖170圖4-12桅桿軸力圖46(2)、彎矩的計算可分別按各力單獨作用于桅桿時產(chǎn)生的彎矩進行計算，然后疊加。具體過程為作業(yè)，請同學們自己做。注意：桅桿自重是均布載荷疊加后的彎矩圖如圖4-13171(2)、彎矩的計算47圖4-13桅桿彎矩圖172圖4-13桅桿彎矩圖484、截面初選（1）、按經(jīng)驗或按教材表附錄5初選；（2）、查出：①截面面積F②最小慣性半徑i③計算出長細比λ

1734、截面初選49式中：μ為兩端支承系數(shù)，兩端鉸支：υ=1一端固定、一端自由：υ=2兩端固定：υ=0.5一端固定、一端鉸支：υ=0.7

一般，桅桿取為兩端鉸支。

174式中：μ為兩端支承系數(shù)，50當：λ＜61時，小柔度桿，按強度進行計算。

λ≥61時，中、大柔度桿，按穩(wěn)定條件進行計算。按λ查表，查出軸心受壓折減系數(shù)

175當：λ＜61時，小柔度桿，按強度進行計算。515、截面校核：按簡便計算法（軸心壓桿）

式中：

A為許用應力減少量，一般取200～300Kg/cm2

NZ為桅桿中部軸力。1765、截面校核：52

上式如滿足，設計結束；如不滿足，重新初選截面，進行校核。實際工程中，設計值一般控制在800Kg/cm2

～1000Kg/cm2左右。如必須按壓彎組合進行計算，其具體方法見格構式桅桿的校核。

177上式如滿足，設計結束；如不滿足，重新初選截面例題1

如圖示，某工地采用傾斜桅桿吊裝一設備，已知設備重（包括索、吊具）為50KN，外形尺寸為：長×寬×=6×3×2.5m，基礎高6.5m，如假定纜風繩的等效拉力為20KN，請按簡便法設計一根鋼管式桅桿。178例題1如圖示，某工地采用傾斜桅桿吊裝一設17955解：一、確定桅桿長度1、按投影關系已知：h1=6.5mh2=0.3mh3=2.5m(1)、確定吊索長度h4吊索栓接方法設計如圖示180解：56由圖示幾何關系知：h4=1.5m(2)、確定滑輪組長度h5

根據(jù)設備重量，選擇H8×2G滑輪組，單跑頭順穿，查表，得其最短極限距離（鉤到鉤）為2000，考慮500安全距離，則：

h5=2.5m181由圖示幾何關系知：h4=1.5m57令：按投影長度求得的桅桿有效長度為：取為14m。182令：按投影長度求得的桅桿有效長度為：582、按通過性確定桅桿有效長度（假定桅桿直徑為400）令：按通過性確定的桅桿有效長度為取為17.5m。1832、按通過性確定桅桿有效長度（假定桅桿直徑為400）59兩者比較，取桅桿有效長度為17.5m,加上桅桿頭部長度500,則：桅桿總長

L=17.5+0.5=18.00m符合材料的出廠規(guī)格。184兩者比較，取桅桿有效長度為17.5m,60二、桅桿的截面選擇1、滑輪組跑繩拉力計算（1）、計算載荷

Q計

=K動×Q=1.1×50=55KN查表選H8×2G滑輪組，分支數(shù)為4，導向輪為2。查表，得載荷系數(shù)為：α=0.287則滑輪組的跑繩拉力S為:S=α×Q計

=0.287×55=15.8KN185二、桅桿的截面選擇612、桅桿受力分析與計算（1）、桅桿受力分析如圖示：查教材附錄4，初選φ273×8的無縫鋼管，其截面特性為：截面積F=66.7cm2慣性半徑i=9.37cm自重:q=0.5228KN/m1862、桅桿受力分析與計算62（2）、載荷設計值計算：計算載荷設計值：

滑輪組跑繩拉力設計值：187（2）、載荷設計值計算：滑輪組跑繩拉力設計值：63纜風繩的拉力設計值：

桅桿自重設計值：188纜風繩的拉力設計值：桅桿自重設計值：64（3）、軸力計算頂部軸力：

吊耳處軸力：189（3）、軸力計算吊耳處軸力：65桅桿中部軸力：桅桿底部軸力：190桅桿中部軸力：桅桿底部軸力：66桅桿軸力圖191桅桿軸力圖673、截面校核（按簡便算法）（1）、長細比計算：查表（教材附錄5）得軸心壓桿折減系數(shù)為：1923、截面校核（按簡便算法）查表（教材附錄5）得軸心壓桿折減系（2）、截面校核：符合要求193（2）、截面校核：符合要求69第三節(jié)格構式桅桿的設計計算課程設計要用，要求自己看。194第三節(jié)格構式桅桿的設計計算課程設計要用，要求自己看。70第四節(jié)穩(wěn)定系統(tǒng)的設計計算桅桿穩(wěn)定系統(tǒng)包括纜風繩和地錨兩大部分。一、纜風繩的設計計算：〈一〉、纜風繩的布置形式1、傾斜桅桿纜風繩的布置（圖4-14）2、直立單桅桿纜風繩的布置（圖4-15）3、直立雙桅桿纜風繩的布置（圖4-16）4、動臂桅桿纜風繩的布置（圖4-17）195第四節(jié)穩(wěn)定系統(tǒng)的設計計算桅桿穩(wěn)定系統(tǒng)包括纜風繩和地錨兩圖4-14a傾斜桅桿纜風繩的布置(頂視圖)

196圖4-14a傾斜桅桿纜風繩的布置(頂視圖)72圖4-14b傾斜桅桿纜風繩的布置(立體圖)圖4-14b傾斜桅桿纜風繩的布置(立體圖)197圖4-15a直立單桅桿纜風繩的布置(頂視圖)

198圖4-15a直立單桅桿纜風繩的布置(頂視圖)744-15b直立單桅桿纜風繩的布置(立體圖)4-15b直立單桅桿纜風繩的布置(立體圖)199圖4-16a直立雙桅桿纜風繩的布置(頂視圖)

200圖4-16a直立雙桅桿纜風繩的布置(頂視圖)76圖4-16b直立雙桅桿纜風繩的布置(立體圖)圖4-16b直立雙桅桿纜風繩的布置(立體圖)201圖4-17a動臂桅桿纜風繩的布置(頂視圖)

202圖4-17a動臂桅桿纜風繩的布置(頂視圖)78圖4-17b動臂桅桿纜風繩的布置(立體圖)圖4-17b動臂桅桿纜風繩的布置(立體圖)203〈二〉、纜風繩的設計計算：纜風繩拉力分“工作拉力”和“初拉力”兩部分。1、初拉力

（1）、概念：指的是桅桿在沒有工作時，纜風繩預先拉緊的力。它決定了桅桿頭部在工作時偏移量的大小。204〈二〉、纜風繩的設計計算：80（2）、初拉力的確定①理論公式：見教材，目前不成熟。

②按經(jīng)驗公式進行。在大多數(shù)吊裝精度要求不高的情況下，能滿足要求。初拉力計算的經(jīng)驗公式：a、取主纜風繩的工作拉力的15%～20%。205（2）、初拉力的確定81b、

按鋼絲繩的直徑確定：

d

≤22mm時，T初=1噸

22mm＜

d≤37mm時，T初=3噸

d＞

37mm時，T初=5噸C、取鋼絲繩的自重的50%～100%

最常用的是a。（按主纜風繩的工作拉力的百分比取初拉力）206b、

按鋼絲繩的直徑確定：822、工作拉力：

（1）、概念：桅桿式起重機在工作時，纜風繩所承擔的載荷。（2）、特點：①布置方式較多；根據(jù)具體情況計算。②肯定有一根處在吊裝平面內。（主纜風）

2072、工作拉力：83（3）、計算法則所有纜風繩的拉力轉化為在吊裝平面內的等效拉力T，因此，各力在這個垂直平面內形成平面匯交力系。根據(jù)力系平衡，可以計算出纜風繩的等效拉力T，然后，按一定比例將這個等效力T分配到各纜風繩上，即得到主纜風繩的工作拉力Tz。這個分配比例與纜風繩的工藝布置有關?？梢圆楸?。

208（3）、計算法則84（4）、計算過程如圖4-14，纜風繩與水平面的夾角為β，規(guī)定：一般情況下：β≤300特殊情況下：β≤450209（4）、計算過程85根據(jù)力矩平衡，有：210根據(jù)力矩平衡，有：86主纜風繩工作拉力T工為：

T工=μ×T式中，μ為分配系數(shù)，根據(jù)纜風繩的布置形式，查表（教材表2-7-1，2-7-2）。主纜風繩總拉力Tz為：

Tz=T工+T初211主纜風繩工作拉力T工為：87（5）、纜風繩的選擇所有纜風繩必須一律按主纜風繩的總拉力Tz選取。不允許：主纜風繩的受力大，選直徑大的鋼絲繩，其他纜風繩的受力小，選直徑小的鋼絲繩。212（5）、纜風繩的選擇88例題2

試求例題1的纜風繩拉力，并選擇纜風繩規(guī)格型號。（所有參數(shù)均取計算結果）。解：由例題1，已知：桅桿總長度：L=18m；有效長度:l=17.5m桅桿截面為:φ273×8;桅桿自重:G=52.28Kg/m×18=941Kg滑輪組跑繩拉力:S=1.58t計算載荷:Q計=5.5t213例題2試求例題1的纜風繩拉力，并選擇纜風繩例題2吊耳偏心距：E2=300；纜風盤偏心距：E1=300。1、纜風繩布置：按5根布置；2、受力分析如例題2圖示。214例題2吊耳偏心距：90例題23、有效拉力計算按公式：將數(shù)據(jù)代入公式得：

T=2.25t215例題23、有效拉力計算91例題24、主纜風繩工作拉力的確定：查表（教材表2-7-1）得：分配系數(shù)μ=0.828

則:主纜風繩工作拉力T工為:T工=μT=0.828×2.25=1.86t216例題24、主纜風繩工作拉力的確定：92例題25、主纜風繩初拉力的確定：按工作拉力的15%～20%取，太小，取為最小值T初=1t6、主纜風繩總拉力的確定：

T主=T工+T初

=1.86+1=2.86t217例題25、主纜風繩初拉力的確定：93例題27、主纜風繩的選擇：查表（手冊表2-15）選6×19+1，σb=1400MP鋼絲繩，安全系數(shù)取3.5直徑為φ15.58、其它纜風繩的選擇：其它纜風繩一律與主纜風繩相同。218例題27、主纜風繩的選擇：94二、地錨的計算1、作用：地錨的作用是固定纜風繩，將纜風繩的拉力傳遞到大地。以保持桅桿的穩(wěn)定和正常工作。2、種類、目前常用的地錨種類有：全埋式、半埋式、活動式和利用建筑物數(shù)種。219二、地錨的計算953、全埋式地錨的設計計算

（1）、結構全埋式地錨是將橫梁橫臥在按一定要求挖好的坑底，將鋼絲繩拴接在橫梁上，并從坑前端的槽中引出，埋好后回填土壤并夯實即成。2203、全埋式地錨的設計計算96（2）、特點全埋式地錨可以承受較大的拉力，適合于重型吊裝；須破壞地面，不適合用于地面已處理好，或地下埋有地下管、線的擴建工程；橫梁材料不能再次使用，浪費較大；地錨強度的計算主要是驗算其水平穩(wěn)定性、垂直穩(wěn)定性和橫梁強度。221（2）、特點97（3）、垂直穩(wěn)定性計算計算簡圖如圖4-18示圖4-18a全埋式地錨（剖面）222（3）、垂直穩(wěn)定性計算圖4-18a全埋式地錨（剖面）圖4-18b全埋式地錨（立體圖）圖4-18b全埋式地錨（立體圖）223圖中：T—

纜風繩拉力，它可分解為水平分力T1，垂直分力T2；α—

纜風繩與地面夾角；B—

地錨的上口寬；b—

底部寬度；H—

地錨深度；L—橫梁長度；224圖中：100H—橫梁高度；Ψ1—

土壤抗拔角；G—

土壤重量。在水平分力的作用下，橫梁壓緊在土壤上，當橫梁在垂直分力的作用下有上拔趨勢時，產(chǎn)生摩擦力f。

225H—橫梁高度；101式中：μ為摩擦系數(shù)，一般取0.4～0.5垂直穩(wěn)定性按下式校核:

式中：K為穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取

2～2.5

226式中：μ為摩擦系數(shù)，一般取0.4～0.5102（4）、水平穩(wěn)定性計算計算簡圖如圖4-18該項主要校核土壤的抗壓能力。按下式進行：

式中：

為土壤在H深度的抗壓強度。可按下式進行計算：

227（4）、水平穩(wěn)定性計算103式中：γ

—

土壤