【正文】 已知：A取其近似值 A=1=CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N起重臂及其上構(gòu)件合計(jì)∑FW =+=已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=A取其近似值 A==風(fēng)力系數(shù)CW=計(jì)算風(fēng)壓pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250=上下支座迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算。已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1A取其近似值 A=1=CW= pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N平衡重迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算。）。已知：A取其近似值 A=1=CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N起重臂及其上構(gòu)件合計(jì)∑FW =+=已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=A取其近似值 A== 風(fēng)力系數(shù)CW=計(jì)算風(fēng)壓pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250=上下支座迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算。已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1A取其近似值 A=1=CW= pW=250P代入得，F(xiàn)W =250= N平衡重迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算。已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1A取其近似值 A=1（+）=CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= XC=0 m塔身為型鋼制成的桁架結(jié)構(gòu)，已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω= ,擋風(fēng)折減系數(shù)η=A取其近似值 A=A+ ηA=（1+）36=CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250=9918 N XC=0 m Ⅱ 風(fēng)載荷方向與起重臂方向平行。已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=A=50=16m2CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =25016=6500 N XC=牽引機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算輪廓外形已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1A取其近似值 A=1=CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250=63 N XC= m起重臂及其上構(gòu)件合計(jì)∑FW =6500+63=6563 N∑MKW =6500+63= NmXC=三角形截面空間結(jié)構(gòu)的風(fēng)載荷按其垂直于風(fēng)向的投影面積所。2）由平衡臂的設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算迎風(fēng)面積 根據(jù)GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)于兩片并列等高型式相同的結(jié)構(gòu)，考慮前片對(duì)后片的擋風(fēng)作用，總迎風(fēng)面積為： A=A1+ηA2式中：A1——前片結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)面積，A1=ω1 A11，m2；A2——后片結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)面積，A2=ω2 A12，m2；η——兩片相鄰桁架前片對(duì)后片的擋風(fēng)折減系數(shù)，與前片桁架充實(shí)率ω1及兩片桁架間隔比ls/h有關(guān)，按表10選取則結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面積 A=A1+ηA2=ω1 A11+ηω2 A12已知：A1=A2=ω A0A0=L h= = m2ls= m, ls/h=≈1由表表10選取 ω= η=代入得，A=+= m23）風(fēng)力計(jì)算根據(jù)GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，風(fēng)力計(jì)算公式: FW = CW pW A式中： FW——作用在塔式起重機(jī)上和物品上的風(fēng)載荷（FW1，F(xiàn)W2），N；CW——風(fēng)力系數(shù)；pW——計(jì)算風(fēng)壓，Pa；A——垂直于風(fēng)向的迎風(fēng)面積，m2。表26 風(fēng)壓選擇序號(hào)適應(yīng)情況風(fēng)壓Pa1正常工作狀態(tài)計(jì)算風(fēng)壓，用于計(jì)算結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度和發(fā)熱驗(yàn)算1502工作狀態(tài)最大計(jì)算風(fēng)壓，用于計(jì)算結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和整體抗傾翻穩(wěn)定性2503非工作狀態(tài)計(jì)算風(fēng)壓，用于計(jì)算結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和整體抗傾翻穩(wěn)定性020m 8002040m 1100Ⅰ 風(fēng)載荷方向與起重臂方向垂直。非工作狀態(tài)風(fēng)載荷是塔式起重機(jī)在非工作狀態(tài)時(shí)所受的最大計(jì)算風(fēng)力(如暴風(fēng)產(chǎn)生的力)。塔式起重機(jī)風(fēng)載荷分為工作狀態(tài)風(fēng)載荷和非工作狀態(tài)風(fēng)載荷兩類。在臂長(zhǎng)為50米時(shí)。平衡重的設(shè)計(jì)要求：滿載工作時(shí)，塔身承受的前傾彎矩接近于空載非工作狀態(tài)時(shí)塔身的后傾彎矩。塔機(jī)的工作速度有：額定起升速度、最低穩(wěn)定速度、變幅速度、額定回轉(zhuǎn)速度以及行走速度。機(jī)構(gòu)的載荷狀態(tài)表明機(jī)構(gòu)受載的輕重程度，按載荷譜系數(shù)分為三級(jí)：L1 L3。機(jī)構(gòu)的利用等級(jí)按機(jī)構(gòu)工作總時(shí)間分為六級(jí)：T1 T6。根據(jù)使用狀態(tài)由GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》P60附錄C表C1選取本次設(shè)計(jì)的QTZ500自升式建筑用塔機(jī)的利用等級(jí)為U4(經(jīng)常輕負(fù)荷使用)，載荷狀態(tài)為Q2（中有時(shí)起吊額定載荷，一般起吊中等載荷），起升等級(jí)為HC2，工作級(jí)別為A4,名義載荷譜系數(shù)Km=。目前因價(jià)性比關(guān)系（價(jià)格性能比），僅在少數(shù)塔機(jī)上應(yīng)用。除此之外還有許多電子安全裝置，用以保證工人工作的安全，使他們?cè)诎踩?、舒適的環(huán)境下工作。風(fēng)速儀應(yīng)安裝在塔機(jī)頂部至吊具最高位置間的不擋風(fēng)處。5. 風(fēng)速儀風(fēng)荷是塔式起重機(jī)的基本載荷，風(fēng)荷與風(fēng)速有關(guān)，還會(huì)隨高度升高而增大。裝設(shè)在變幅液壓缸上的傳感器裝置測(cè)得反應(yīng)總力矩的信號(hào)，送入運(yùn)算系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)過計(jì)算后得出起升載荷的實(shí)際值。力矩限制器主要有傳感器裝置，吊臂長(zhǎng)度檢測(cè)裝置，吊臂仰角檢測(cè)裝置，運(yùn)算系統(tǒng)及顯示部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)所組成。起重量限制器只控制或只顯示起重機(jī)的極限載荷。重錘式高度限制器優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便；缺點(diǎn)是用鋼絲繩懸掛，重錘經(jīng)常與起升鋼絲繩摩擦。為了防止起升卷筒過卷而拉斷鋼絲繩，工程起重機(jī)均裝設(shè)有起升高度限制器。⑶小車行程限位開關(guān)。用于限制塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)角度，防止扭斷或損壞電纜。用以防止吊鉤行程超越極限，以免碰壞起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)和出現(xiàn)鋼絲繩亂繩現(xiàn)象。1. 限位開關(guān)又稱限位器。變幅機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖216 變幅機(jī)構(gòu)及鋼絲繩纏繞簡(jiǎn)圖1變幅卷筒 2擺線針輪減速機(jī) 3制動(dòng)器 4電動(dòng)機(jī)安全裝置是塔式起重機(jī)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一，其作用是防止誤操作和違章操作，以避免由誤操作或違章操作所導(dǎo)致的嚴(yán)重后果。當(dāng)工作一段時(shí)間，鋼絲繩被拉長(zhǎng)而撓度過大時(shí)，可用變幅小車的螺栓將鋼絲繩收緊。卷筒兩端都固定有變幅鋼絲繩的端頭，無論變幅小車走到最外端或最里端，卷筒的放繩端都應(yīng)有3～4圈的鋼絲繩未放完。⑷制動(dòng)器制動(dòng)器小車牽引機(jī)構(gòu)采用電磁鐵制動(dòng)器，使起、制動(dòng)平穩(wěn)，可靠。⑵電動(dòng)機(jī)變幅機(jī)構(gòu)因有兩個(gè)速度，則應(yīng)選用雙速電機(jī)。后者牽引卷筒及鋼絲繩長(zhǎng)度可減少一半，但必須裝設(shè)張緊導(dǎo)向輪且需經(jīng)常調(diào)整牽引繩張力，以保證摩擦卷筒能正常工作。⑴驅(qū)動(dòng)卷筒的型式有普通牽引卷筒和摩擦卷筒。變幅機(jī)構(gòu)按其構(gòu)造和不同的變幅方式分為運(yùn)行小車式和吊臂俯仰式。變幅機(jī)構(gòu)則是實(shí)現(xiàn)改變幅度的工作機(jī)構(gòu)，并用來擴(kuò)大塔式起重機(jī)的工作范圍，提高生產(chǎn)率?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖215 所示?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的安裝要求很緊湊，多用行星齒輪減速器，而且多極減速。制動(dòng)器選擇單片電磁制動(dòng)器。⑶制動(dòng)器回轉(zhuǎn)制動(dòng)器選用常開式。⑴回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)是整機(jī)的傳動(dòng)分流裝置的一個(gè)傳動(dòng)元件，其選擇由起重機(jī)的總動(dòng)力源決定。本機(jī)構(gòu)由于采用了液力偶合器聯(lián)結(jié)，使其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊慣性小，進(jìn)而改善了塔機(jī)的工作狀況。小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的大齒圈嚙合，帶動(dòng)回轉(zhuǎn)上支座相對(duì)于下支座運(yùn)動(dòng)。塔機(jī)是靠起重臂回轉(zhuǎn)來保障其工作覆蓋面的。起升速度有6種，見表21。⑷滑輪組倍率在起升機(jī)構(gòu)中，滑輪倍率裝置是為了使起升機(jī)構(gòu)的起重能力提高一倍，而起升速度會(huì)降低一倍，這樣起升機(jī)構(gòu)能夠更加靈活地滿足施工的需要。布置在低速軸上的制動(dòng)器，所需制動(dòng)力矩較大，通常采用帶式制動(dòng)器或點(diǎn)盤式制動(dòng)器。⑶起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器 起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器可布置在高速軸上，也可布置在低速軸上。行星齒輪減速器包括擺線針輪行星減速器和少齒差行星減速器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、重量輕等特點(diǎn)，但價(jià)格較貴。圓柱齒輪減速器效率高，功率范圍大，使用普遍，但體積大。綜上，考慮經(jīng)濟(jì)性、工作情況、工作效益等，本次設(shè)計(jì)采用電力傳動(dòng)。前者重量輕、體積小、容積效率高。交流電機(jī)傳動(dòng)由于能直接自電網(wǎng)取得電流，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)組重量輕。電力傳動(dòng)：由直流或交流電動(dòng)機(jī)通過減速器帶動(dòng)起升卷筒。 214起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1三速電機(jī) 2聯(lián)軸器 3液力推桿制動(dòng)器4ZQ500圓柱齒輪減速器 5卷筒 6高度限位器⑴起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式機(jī)械傳動(dòng)：其動(dòng)力是由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置傳至起升機(jī)構(gòu)起升卷筒，同時(shí)也傳至其它工作機(jī)構(gòu)，由于集中驅(qū)動(dòng)，為保證各機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，整機(jī)的傳動(dòng)比較復(fù)雜。高度限位器只是一種安全裝置，不允許用來作工作裝置使用。通過彈性聯(lián)軸節(jié)與ZQ500型圓柱齒輪變速箱驅(qū)動(dòng)起升卷筒，本機(jī)構(gòu)采用液力推桿制動(dòng)器。起升機(jī)構(gòu)通常由原動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器、鋼絲繩、滑輪組和吊鉤組成。對(duì)于高層建筑施工用的自升塔機(jī)來說，由于起升高度大，起重臂長(zhǎng)，起重量大，對(duì)工作機(jī)構(gòu)調(diào)速系統(tǒng)有更高的要求。起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)及小車牽引機(jī)構(gòu)在構(gòu)造上極為近似，均由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器和卷筒等部件組成。塔機(jī)工作機(jī)構(gòu)分為5種：起升機(jī)構(gòu)；變幅機(jī)構(gòu)；小車牽引機(jī)構(gòu)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；大車行走機(jī)構(gòu)。、下支座上支座上部分別與塔頂、起重臂、平衡臂連接，下部用高強(qiáng)螺栓與回轉(zhuǎn)支承相連接在支承座兩側(cè)安裝有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它下面的小齒輪準(zhǔn)確地與回轉(zhuǎn)支承外齒圈嚙合，另一面設(shè)有限位開關(guān)。附著裝置如圖213所示。在設(shè)計(jì)中采用雙吊點(diǎn)。若臂架總長(zhǎng)在50米以上，或?qū)缰懈浇畲笃鸬趿坑刑卮笠髴?yīng)采用雙吊點(diǎn)，采用單吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，吊點(diǎn)可以設(shè)在上弦或下弦。⑸ 吊點(diǎn)的選擇與構(gòu)造 吊點(diǎn)可分為單吊點(diǎn)和雙吊點(diǎn)。下弦采用等邊角鋼對(duì)焊的箱型截面桿件，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有良好的抗壓性能。因此本設(shè)計(jì)選用20號(hào)無縫圓鋼管。臂架桿件材料有多種選擇可能性。因此本設(shè)計(jì)選用人字式布置方式。當(dāng)采用順斜置式式，焊縫長(zhǎng)度較短、質(zhì)量不易保證。 ?、?腹桿布置和桿件材料選用矩形截面臂架的腹桿體系宜采用人字式布置方式，而三角形截面起重臂的腹桿體系既可采用人字式布置方式，也可 采用順斜置式。截面寬度主要與臂架全長(zhǎng)有關(guān)。臂架截面尺寸與臂架承載能力、臂架構(gòu)212 臂架截面及其腹桿布置1水平腹桿2側(cè)腹桿3上弦桿4下弦桿臂架一至五節(jié)：B=1020mm H=800mm臂架六至九節(jié)：B=1017mm H=800mm造、塔頂高度及拉桿結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。選用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省鋼材，減輕重量，從而節(jié)約成本。圖211臂架分節(jié)⑶截面形式及截面尺度塔機(jī)臂架的截面形式有三種：正三角形截面、倒三角形截面和矩形截面。本次設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為6m，另加上3m長(zhǎng)的延接節(jié)。端頭節(jié)構(gòu)造應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單輕巧，配有小車牽引繩換向滑輪、起升繩端頭固定裝置。小車臂架常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間長(zhǎng)度有12m五種。這種臂架的下弦桿上平面均用作小車運(yùn)行軌道。雙吊點(diǎn)小車變幅臂架結(jié)構(gòu)自重輕，據(jù)分析與同等起重性能的單吊點(diǎn)小車變幅臂架相比，自重均可減輕5%10%。單吊點(diǎn)小車變幅臂架是靜定結(jié)構(gòu)，而雙吊點(diǎn)小車變幅臂架則是超靜定結(jié)構(gòu)。因此此次設(shè)計(jì)采用小車變幅水平臂架。小車變幅水平臂架，簡(jiǎn)稱小車臂架，是一種承受壓彎作用的水平臂架，是各式塔機(jī)廣泛采用的一種起重臂。同時(shí)回轉(zhuǎn)塔架主弦桿需要特別加強(qiáng)，增大造價(jià)。采用這種布設(shè)方式的司機(jī)室優(yōu)異之處在于轉(zhuǎn)臺(tái)的加工制作可另行安排并實(shí)現(xiàn)專業(yè)化，不受主體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)安排的影響，功效高，成本低；在塔機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸中司機(jī)室可單獨(dú)裝車運(yùn)輸不受鋼結(jié)構(gòu)搬運(yùn)作業(yè)的影響，方便、經(jīng)濟(jì)，并且不易損壞，在一些性能指標(biāo)上懸掛式司機(jī)室同與塔身結(jié)構(gòu)緊密接觸的其他形式司機(jī)室相比能較好地滿足使用要求。上回轉(zhuǎn)自升塔機(jī)的司機(jī)室有3種不同的布置方式：懸掛于臂架根部附近，固定于塔頂?shù)囊粋?cè)；設(shè)置于塔身的頂部，以塔架結(jié)構(gòu)為骨架，外包薄腹板：設(shè)置于轉(zhuǎn)臺(tái)之上塔架結(jié)構(gòu)內(nèi)。司機(jī)室必須保證有開闊的視野，便于掌握吊裝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。司機(jī)室安置在上接架側(cè)邊，內(nèi)有電器操縱控制臺(tái)，司機(jī)駕駛座椅，電壓表，空氣開關(guān)箱，插座，室燈并且根據(jù)用戶要求佩帶風(fēng)扇，取暖裝置。圖210 塔頂結(jié)構(gòu)圖司機(jī)室的使用要求：塔式司機(jī)室應(yīng)能為司機(jī)提供一個(gè)較舒適的工作空間，不受風(fēng)雨及沙塵的襲擊及捆擾，有良好通風(fēng)及隔聲構(gòu)造，保證滿足勞動(dòng)衛(wèi)生要求。頂部還設(shè)有安全燈和避雷針，避雷針接地的要求必須按下面圖示操作，此接地保護(hù)材料，安裝和維護(hù)服務(wù)等均不由廠家提供。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)權(quán)衡各方面的條件選擇適當(dāng)?shù)乃敻叨?。塔頂高度與起重臂架承載能力有密切關(guān)系，一般取為臂架長(zhǎng)度的1/71/10，長(zhǎng)臂架應(yīng)配用較高的塔尖。此外。這種做法的不利之點(diǎn)是，司機(jī)室受回轉(zhuǎn)塔架構(gòu)造的限制，不易解決好司機(jī)視野問題，以及防漏及聯(lián)結(jié)處理等問題。這兩種型式塔尖的共同特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單自重輕，加工容易，存放方便，拆卸運(yùn)輸便利。自升塔機(jī)的塔頂有直立截錐柱式、前傾或后傾截錐柱式、人字架式及斜撐式等形式。29平衡臂自升塔機(jī)塔身向上延伸的頂端是塔頂又稱塔幅或塔尖。因此，本次設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)采用鋼筋混凝土式平衡重。鋼筋混凝土平衡重的主要缺點(diǎn)是體積大，迎風(fēng)面積大，對(duì)塔身結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性均有不利影響。平衡重可用鑄造或鋼筋混凝土制成。但是，構(gòu)造復(fù)雜，機(jī)加工量大，造價(jià)較高。平衡重一般可分為固定式和活動(dòng)式兩種。平衡重屬于平衡臂系統(tǒng)的組成部分，它的用量甚是可觀，輕型塔機(jī)一般至少要用3～4t，重型自升式塔機(jī)要裝有近30t平衡重。平衡重?cái)R置在尾部，起重機(jī)構(gòu)也靠后布置，電控柜靠前方。平衡臂長(zhǎng)度與起重臂長(zhǎng)度之間有一定的比例關(guān)系，～。重型和超重型自升塔機(jī)，則可采用倒三角形或矩形斷面格桁結(jié)構(gòu)平衡臂。臂長(zhǎng)不超過50m，起重力矩不超過1600kN（3）矩形斷面格桁結(jié)構(gòu)平衡臂，其特點(diǎn)主要是根部與座在轉(zhuǎn)臺(tái)上的回轉(zhuǎn)塔架聯(lián)結(jié)成一體，適用于小車變幅水平臂架特長(zhǎng)的超重型自升式塔機(jī)。此類平衡臂的構(gòu)造與起重臂結(jié)構(gòu)構(gòu)造相似，但較為輕巧，適用于長(zhǎng)度較大的平衡臂。這種平衡臂的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易。常用的平衡臂有以下幾種結(jié)構(gòu)型式：（1）平面框架式平衡臂，有兩根槽鋼縱梁或由槽鋼焊成的箱形斷面組合梁和系桿構(gòu)成。在小車變幅水平臂架自升式塔機(jī)中，平衡臂也是延伸了的轉(zhuǎn)臺(tái)，除平衡重外，還常在其尾端裝設(shè)