第十二章塔架_金属结构.pdf

第十二章 塔架 第十二章 塔 架 一、教学目标及基本要求 通过学习本章知识，学生能够设计出各种类型的塔式起重机的塔架结构。 二、教学内容的重点及难点 1）掌握塔式起重机塔架的设计原理及计算方法。 2）与其它型式的起重机作比较，进一步掌握塔式起重机的结构特点。 三、教学方式与手段 理论教学与模型、实物参观相结合。 四、教学内容的深化与拓宽 推荐与相关现代结构设计方法相关的参考书。 第一节 塔式起重机塔身的结构及载荷 塔式起重机是机械化建筑施工中不可缺少的起重机械，建国以来，我国自行设计制造 了多种塔式起重机，如适用于一般房屋建筑的 QT2-6、QT3-8、QT-15 等移动（上回转）式 塔式起重机（图 12-l）；适用于电站设备安装的起重量为 80t，起升高度达 100m 以上的巨型 塔式起重机以及用于高层建筑工程的自升式塔式起重机（图 12-2a，b ）等，其结构型式是 多种多样的。 －、塔身的结构 塔身的结构型式是与整个塔式起重机的型式分不开的，所以塔身的具体结构也是很多 的，很难有一个统一的分类方法，只能从不同的角度来划分，以便于讨论。 （—）按塔身工作情况分类 1．不转动的塔身 可分别用于以下四种情况： （1）附着式塔式起重机 （2 ）轨道式自升塔式起重机 （3 ）独立固定式塔式起重机。 （4 ）内爬式塔式起重机 2 ．转动的塔身 这种起重机是将起重臂直接铰接在塔顶上，平衡重布置在塔身下部回转平台上，如图 12-3 所示。塔身的受力情况是：如果牵引绳能保证在臂架的各种仰角位置都平行于塔身轴 线，则物品重力及臂架重力只在塔身上产生轴向力，塔身受力情况好。平衡配重及回转机 构都配置在下部回转平台上，其重心低，倾覆稳定性好；塔式起重机工作时塔身与臂架一 起回转，塔身各构件受力状态基本不变。这种结构的缺点是对回转支承装置的加工精度要 求高，转台尺寸较大，其尾部回转时占据的空间大，此外由于塔身回转，而不能与建筑物 附着。 （二）按结构型式分类 1．桁架式塔身 目前大多数塔式起重机的塔身都做成桁架式结构，它是由型钢或钢管焊接成的空间桁 架，截面多为正方形或矩形。桁架式塔身的具体结构型式大体上有如下几种（图 12-5）。 （l ）正方形等截面塔身 358 第十二章 塔架 （2 ）正方形变截面不回转塔身 （3 ）塔顶支架向后偏置或向前偏置的可回转塔身 （4 ）伸缩塔身 2 ．管型塔身 我国设计并制造的 QTZ80 筒体自升塔式起重机的塔身是直径为 1.2m 的圆筒，圆筒是 用 22mm 厚度的 Q235 钢板轧圆焊接而成，图 12-7 为筒体附着式塔式起重机的筒体塔身标 准段结构。筒内有加劲环和加劲肋板，上下端为带凹凸止口的连接法兰，以利于定位安装。 每个标准节的长度为 3m，在爬升时，一节一节地接上去。在筒内还装有供人员上、下之用 的爬梯。为避免妨碍爬升，爬升式塔式起重机的爬梯多布置在内部，以避免运输时将梯子 碰坏。但筒体上要开设人员出入孔，由于出入孔大大地减小了塔身的截面积，因此出入孔 需要用镶边来加强并尽量减少应力集中。德国学者 E.Bahke 进行的带孔管壁管型塔身的受压 试验研究指出[39]，当孔的截面达到管子截面积的 13％时，其破坏载荷将小于整体管子载荷 的 39 ％；当能正确加强时，可以达到等强度。因此，对塔身开设出入孔的位置及加强方案 要进行精确验算和妥善处理。 二、塔身标准节之间接头的型式 对于塔身结构，或者由于运输上的需要，或者由于用同一设备适应不同高度的需要， 或者是爬升式结构，都需要做成许多段标准节，在组装时连接在一起，所以要求这种接头 安全可靠、经济实用和拆装迅速。目前常用的接头型式有三种。 （—）法兰盘或法兰套柱螺栓连接（图12-8） （二）连接板螺栓连接（图12-9） （三）插销式连接或接板式销连接 若板宽为 b 孔径为 d ，孔两边板的宽度各为a ，则当 b/d ≥1.5 时，可用下式计算板的孔