塔式起重机设计技术.ppt

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1、山东建筑大学（山东富友公司）：王积永,塔机设计生产技术探讨,讲在开课前面的话 塔机生产企业和检验人员往往对塔机设计技术不够重视，认为那时设计单位的事，其实是大错特错。不了解设计意图，设计及标准的基本要求，不可能生产出优秀甚至合格的塔机，也很难进行全面合理的检验。,1.2塔式起重机金属结构设计安全系数与计算方法,结构计算的目的是保证结构在载荷作用下，安全可靠地工作，既要满足强度、刚度、稳定性等条件，又要符合经济要求。结构计算是根据拟定的机构方案和构造,按所承受的载荷进行内力计算,确定各个构件的内力,再根据所用材料的特性,对整个结构和构件及其连接进行核算,看其是否符合经济、安全、适用等方面的要求。

2、 我国钢结构计算方法，在建国以来曾经有过四次变化，即建国初期到1957年，采用总安全系数的许用应力计算法；1957年到1974年(GBJ17-74)，采用三系数的极限状态计算方法；1974年到1988年(GBJ17-88) ，采用以结构的极限状态为依据，进行多系数分析，用单一安全系数的许用应力计算法；目前新钢结构设计规范GB50017-2003 ，采用以概率论为基础的一次两阶矩极限状态设计法。,1.2.1 总安全系数的许用应力计算法 考虑到各种不利因素影响，用一个总安全系数K来解决，即将钢材可以使用的最大强度（如屈服强度）除以一个笼统的安全系数。作为结构的计算时容许达到的最大应力-许用应力。这

3、种计算方法成为许用应力设计法，表达式为：,式中：N-构件内力； S-构件几何特征； -钢材屈服强度； K-安全系数； -构件计算应力； 这种总安全系数的许用应力计算法的缺点是：由于采用了一个安全系数，将使各个构件的安全度各不相同,而整个结构的安全度取决于安全度最小的构件。其优点是表达式简单、概念明确、应用方便。,1.2.2 三个系数的极限状态计算法 根据结构使用上的要求，在结构中规定两种极限状态，即承载能力极限状态和变形极限状态：承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形极限状态；变形极限状态是指结构或构件达到正常使用（变形或耐久性能）的某项规定的极限状态。同时引

4、入三个系数：载荷系数、质均系数、工作条件系数。以载荷系数k1考虑载荷可能的变动，以质均系数k2考虑钢材性质的不一致，以工作条件系数k3考虑结构及构件的工作特点以及某些假定的计算模型与实际情况不完全相同等因素。这种方法比按许用应力计算法考虑的细致一些，但某些系数（如工作条件系数）的确定还缺乏客观依据和科学方法，同时它的表达式较为繁琐，其表达式为：,1.2.3 以结构极限状态为依据，多系数分析后用单一安全系数的许用应力计算法 1974年我国正式编制钢结构设计规范TJ17-74，规范中采用的表达式是许用应力计算方法，但在确定安全度方面与早期许用应力计算法有所不同。它是以结构的极限状态（强度、稳定、疲

5、劳、变形）为依据，对影响结构安全度的诸因素以数理统计的方法，并结合我国建国后20年来的工程实践经验进行多系数分析，求出单一的设计安全系数，以简单的许用应力形式表达，实际上是半概率半经验的极限状态计算法。其按承载能力计算的一般表达式为：,载荷系数k1是用以考虑实际载荷可能有变动而给结构留有一定安全储备的系数.根据对刚屋架、吊车梁的设计资料，按载荷统计资料，分析后得出的加权平均载荷系数，其变动范围在1.145-1.305之间，为简化起见，采用=1.23。,材料系数k2是用以考虑材料强度变异的系数。按当时国家标准规定3号钢（现行标准的Q235材料）的屈服强度为235N/mm2，低于此值者即为废品，在

6、结构设计中即取此废品极限值作为3号钢的标准强度。但是，钢铁公司的产品质量是不均匀的，公司之间，同一公司内不同生产厂（或车间），甚至同一生产厂（或车间）内，产品的质量也存在差异，同时，各个生产厂对产品的验收又是采用抽样检验的方式，这就不可避免地会有屈服强度小于2400kg/cm2（相当于235N/mm2）的钢材混杂其间，作为正式产品供应（在商品经济的今天，甚至有一些不法分子为谋取私利故意将不合格的产品混入合格产品中进行销售）。根据对我国当时大中小有代表性的钢铁厂的钢材强度统计分析结果，并考虑到过去设计经验而定出的材料强度系数是：对于3号钢，k2=1.143，对于16锰钢和16锰桥钢，k2=1.1

7、75。,在设计计算中，仅考虑单一的载荷系数和材料强度系数还是不够完备的。例如，对活载荷所占比重较大的构件，或施工条件较差的连接构件等都与一般条件等同看待，其安全度就显得偏低；不同结构和部件失效后产生的损失和影响不同，即重要度不同，要求的可靠度也自然不同。调整系数就是用以考虑这些特殊的变异因素（载荷的特殊变异、结构受力状况和工作条件）的系数。其数据主要是根据实践经验确定的。对于3号钢，和16锰钢，一般取K3 =1.05。 K1、K2、K3综合确定后的安全表达式为：,上式即为钢结构设计规范TJ17-74采用的许用应力设计法的表达式。例如,3号钢的=2400kg/cm2, K1=1.23、K2=1.

8、143、K3=1.0，则K=1.23,1.2.4 以概率论为基础的一次二阶矩极限状态设计法 极限状态的概率设计法是把各种参数（载荷效应、材料抗力）作为随机变量，运用概率分析法并考虑其变异性来确定设计采用值。这种把概率分析引入结构设计的方法显然比许用应力设计法先进。近年来各国逐渐采用此种方法。 设结构或构件的承载能力为R,R取决于材料的抗力和构件的几何特性。这些参数都是随机变量，根据它们各自的统计数据运用概率法来确定它们的设计值。设计值确定了承载力R也就确定了。 载荷效应是指各种载荷、温度变化和地震等对结构或构件的作用产生的效应，亦即同时作用于结构或构件的若干种载荷分别在结构或构件中产生的内力，

9、这些内力的总和也就是载荷效应，用S表示。各种载荷也都是独立的随即变量。根据他们各自的统计数值，用概率法确定其设计值。这些载荷的设计值确定后，总的载荷效应S也就确定了。 当RS时为可靠，RS时为不可靠，R=S时为结构或构件承载能力的极限状态。设计时应使R=S的概率可靠度不低于某一特定数值。这就是极限状态概率设计法。,1. 2.5金属结构计算方法 金属结构是工程机械的承载构件，而工程机械是一种短周期循环工作的机械，这一特点导致了机械实际载荷的多变性。机械工作时不仅在不同的循环中载荷不同，而且在同一循环过程中工作载荷也在变化，即使工作载荷不变化,也有带载行程和空载行程的差别，再加之每一循环过程中的多

10、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。另外还有一些载荷，如风载荷、道路不平导致的冲击载荷等，本身具有明显的随机性。根据工程机械受载过程这个复杂的随机过程，宜采用以概率论为基础的一次二阶矩极限状态设计法。但是，由于目前对工程机械随机载荷的研究还不太充分，缺乏适用于工程机械结构的各分项系数的可靠统计数据，故我国以及绝大多数国家至今尚未采用以概率论为基础的极限状态法来设计结构，仍采用半概率半经验的极限状态计算法，即以结构极限状态为依据，多系数分析后用单一安全系数的许用应力计算法。,该设计方法是通过计算承重结构或构件是否满足承载能力极限状态和正

11、常使用极限状态要求进行的。 一、承载能力的计算 承载能力计算是对结构或构件的强度、稳定及疲劳等方面进行分析，确保结构或构件在承受各种载荷时，满足承载能力极限状态要求。一般表达式为：,N-考虑各种载荷系数计算的内力 S-构件几何特性； -材料许用强度,二、变形计算： 变形计算是从结构或构件的变形方面进行分析，确保结构或构件在承受各种载荷时，正常使用（变形）极限状态的要求。一般表达式为：,式中： -结构或构件在标准载荷作用下产生的最大挠度； -规范规定的许用挠度； -结构或构件的长细比； -规范规定的许用长细比；,或,1.2.5.1作用在金属结构上的载荷及其组合 目前，金属结构采用的设计方法为以结

12、构极限状态为依据，多系数分析后用单一安全系数的许用应力计算法。其安全系数取决于载荷系数、材料系数及调整系数，为更好的理解和选用安全系数，要认真分析作用在金属结构上的载荷组成及组合。 一、载荷种类 工程机械结构或构件承受的载荷多种多样，且并非始终作用在结构上。 根据作用于结构上的概率可划分为：基本载荷、附加载荷、特殊载荷和其它载荷。 基本载荷正常工作时始终或经常作用在机械上的载荷，包括自重载荷、工作载荷、各种动载荷和离心力。 附加载荷正常工作时不经常作用机械上的载荷，包括工作状态下的风载、温度载荷； 特殊载荷指偶然作用在机械上的载荷，包括非工作状态下的风载，试验载荷、工作状态下的碰撞载荷。 其它

13、载荷其它载荷包括安装载荷、工作平台和通道所受的载荷、运输载荷。,二、载荷组合 载荷的组合方法与计算形式及目的有关，不同产品的载荷情况各不相同，计算形式及目的也不相同，载荷组合自然不同。塔式起重机设计采用的是半概率半经验的极限状态计算法，确保结构或构件： （1)能承受在正常使用时可能出现的各种作用力； （2）在正常使用时具有良好的工作性能； （3）具有足够的耐久性； （4）在偶然事件发生时及发生后，能保持必需的整体稳定性。 根据塔式起重机设计规范中规定的载荷，进行结构设计计算时，应按塔式起重机的构造形式、使用方式和计算目的在表1-28中选取可能出现的载荷组合情况。 组合A（正常工作载荷的组合）

14、组合A也称疲劳（耐久性）计算载荷，它只考虑基本载荷的各种组合。除计算电动机功率外，一般不考虑风载荷。此种载荷组合用于结构件及其连接的强度、弹性稳定性和疲劳计算。,组合B（工作最大载荷的组合） 组合B也称强度计算载荷，考虑基本载荷与附加载荷的各种组合。它包括塔式起重机在容许的最繁重的使用条件下的各种最大载荷，其中包括有自重载荷、起升载荷、猛烈起动或制动时产生的惯性载荷、工作状态下的最大风载荷、水平侧向载荷等。此种载荷组合用于结构件及其连接的强度和弹性稳定性计算。 组合C（非工作最大载荷的组合） 组合C也称验算载荷，考虑基本载荷、附加载荷与特殊载荷的各种组合。它是指起重机处于非工作状态下可能出现的

15、最大载荷，包括自重载荷、非工作状态下的最大风载荷、路（轨）面坡度等所引起的载荷以及试验载荷等。此种载荷组合用于结构件及其连接的强度和弹性稳定性计算。 具体设计计算时，各种载荷的数值、方向和作用位置应按对所校核的结构及连接为最不利的情况进行组合。,1.2.5.2许用应力 许用应力是指机械结构或构件在载荷组合作用下结构或构件中容许产生的最大应力。,载荷系数k1是用以考虑实际载荷可能有变动而留给结构一定安全储备的系数。是根据载荷统计资料，分析后得出的加权平均系数。 材料系数k2是用以考虑材料强度变异的系数。是根据对我国当时大中小有代表性的钢铁厂的钢材强度统计分析结果，并考虑到过去设计经验而定出的。

16、调整系数k3是用以考虑特殊的变异因素（载荷的特殊变异、结构受力状况、重要程度和工作条件等）的系数。其数据主要是根据实践经验确定的。 按起重机设计规范规定:结构件材料的拉伸、压缩、弯曲许用应力以及剪切、端面承压许用应力按相应载荷组合而定，可从表129中选取。,1.2.5.2金属结构计算的研究 工程机械受载过程是一个复杂的随机过程，宜采用以概率论为基础的一次二阶矩极限状态设计法。只是由于目前对工程机械随机载荷的研究还不太充分，缺乏适用于工程机械结构的各分项系数的可靠统计数据，我国以及绝大多数国家至今尚未采用以概率论为基础的极限状态法来设计结构，仍采用以结构极限状态为依据，多系数分析后用单一安全系数

17、的半概率半经验的极限状态计算法即现行许用应力计算法，如起重机设计规范GB3811-2008、塔式起重机设计规范GB13752-92。 结构工程技术人员进行设计时，首先应该执行现行国家标准，保证产品的结构要求。在保证产品安全可靠的前提下，引进先进技术降低成本也是工程技术人员天职。在现行国家标准没有采用以概率论为基础的一次二阶矩极限状态设计法之前，我们认真研究以概率论为基础的一次二阶矩极限状态设计法，将其思想和理念应用于机械金属结构设计,在保证产品安全可靠的前提下最大限度的降低产品生产成本是必要的。,以概率论为基础的一次二阶矩极限状态设计法中的载荷效应基本组合表达式如下：。,这种计算方法中1、结构

18、重要性系数的采用值得我们机械金属结构设计借鉴的，作为工程机械应用的工作性质经常变化，可能无从谈起重要性，然而作为工程机械本身，就是一个复杂的工程，各个部件的重要性对塔式起重机安全的作用是完全不同的。以塔式起重机为例，塔式起重机塔身的重要性最高，一旦出现失效就会出现机毁人亡的重大事故。而工作护栏等结构其重要性明显要低，采用同样的安全程度显然不合理。在设计时应予以考虑。 2、可变荷载组合系数的采用也是我们值得借鉴的，与建筑工程相似，各种可变载荷同时达到最大值的概率是很小的。因此，在既有其它可变载荷又有风荷载参加组合时，应该适当考虑。如在采用现行设计规范的计算时，适当放大计算应力使其接近材料的许用值

19、，或在计算风载荷时在规范规定的范围内取小值计算风载荷,1.2.6 塔式起重机组合设计,组合设计是指将系列产品进行分组，组内不同产品或同一产品结构件可以实现一定程度的互换组合，形成一个全新的塔式起重机。关于塔式起重机吊臂变臂功能便是一个特例，我们都已经很熟悉而且应用很好，对于使用单位或租赁单位，是一个非常好的功能。随着组合设计技术在塔式起重机行业的发展已经应用到不同产品，很多结构件的组合设计如塔身、底架系统等等。由于塔式起重机使用的工程经常变化，使用要求不同，各种塔式起重机使用的时间并不是完全同步的，可以通过不同型号的部件组合，以较小的成本完成多种施工要求的施工任务，提高了塔式起重机实际施工利用

20、率。,1.2.6.1 塔身标准节组合,同组内产品的标准节可以组合，一方面小塔标准节储备不足，可调用闲置的同组内大塔标准节，减少物资闲置；另一方面可将大塔标准节用作小塔基础节，提高小塔独立高度，满足特殊工程的需要。如TC7040的标准节可作TC7030的标准节，7030独立高度可由原48米提高为66米，若TC6018使用TC7030的标准节独立高度可达到80米等；若独立高度还不够可捆绑使用如在有些特殊建筑如电厂用凉水塔，其内部不允许附着，可采用主塔身加四个附助塔身的工作方式来满足。如下图所示我们为某电厂设计的捆绑式QTZ80独立高度可达96.7米。 (见下页图),下面介绍几个典型应用：,1.2.

21、6.2 底架系统的组合,目前,我国大车行走塔式起重机尽管应用较少,但时而有用户需要，多种机型购置塔式起重机行走系统，会形成大量的行走机构闲置，造成浪费。同组几种产品配置一台或两台大车行走机构共几种产品的多台塔式起重机使用，既可以满足需要，也不会造成浪费。,1.3 金属结构,起重机的金属结构是起重机的骨架。它的作用承受起重机的自重以及在作业时的各种不同的外载荷，由吊臂、平衡臂、塔帽、转台、塔身和底架(行走式塔机还包括车架大梁、门架、支腿横梁等)等部件组成。起重机的各工作机构的零部件都是安装或支承在这些金属结构上的，该部分的选材及结构是否合理与塔式起重机的安全息息相关。该部分的成本不仅于起重机的性

22、能参数有关，而且还与各部件的结构形式以及选用的材料密切相关。,1.3.1 主要结构形式,塔式起重机的主要结构形式是决定塔式起重机成本高低的决定因素之一，同样参数的塔式起重机采用以上不同的结构形式，在同样载荷的作用下，塔机的金属结构所承受的内力也是不同的，所采用的材料大小自然不同，其生产成本也将会有很大的差别，但不同的结构形式各有所长，适合不同的工程需要，它们都广泛应用于世，有着旺盛的生命力。只有了解它们的特点，受力情况和成本情况，才能正确地购买和使用塔式起重机。 影响塔式起重机成本较大的主要结构为：塔式起重机上部结构、塔身及底架系统。但由于时间有限本次只介绍塔式起重机上部结构形式。,塔式起重机

23、上部结构主要是指吊臂、塔帽及平衡臂的结构组合形式，常见典型结构形式有：,1）悬臂结构；,受 力：,平头塔机的起重臂、平衡臂都属于悬臂静定结构，力学模型单一，计算简单。在同样载荷作用下内力较大。,钢结构用量：,由于悬臂受力与其它结构形式相比费材料,制 造：,无塔帽、拉杆等结构制造简单；,安装与拆卸：,安装高度要求底，降低了安装拆卸时对起重设备的要求，节省拆装费用和时间，并容易进行空中拆卸；适合群塔交叉作业；适用于对高度有特殊要求的场合；,2）片式塔帽、静定悬臂 结构平衡臂，单吊点静 定结构吊臂结构；,受 力：,比平头塔机受力分析要复杂，但仍然是静定结构，增加了起重臂拉杆、平衡臂拉杆及片式塔帽，改

24、善了起重臂和平衡臂受力,钢结构用量：,静定结构比平头省材料；但比双吊点费；,制 造：,片式塔帽结构比固定式塔帽简单，平衡臂是空间桁架式制造比固定式的平衡臂复杂；,安装与拆卸：,安装高度要求高；安装与拆卸比平头复杂；,3）片式塔帽、静定悬臂 结构平衡臂，双吊点一 次超静定吊臂结构；,受 力：,起重臂为一次超静定结构受力比单吊点复杂；,钢结构用量：,吊臂为一次超静定结构，最省材料;,制 造：,片式塔帽结构比固定式塔帽简单，平衡臂是空间桁架式制造比固定式的平衡臂复杂,双吊结构要求两根拉杆长度加工精度高；,安装与拆卸：,安装高度要求高；安装与拆卸比平头复杂；,4）固定塔帽、静定外伸 结构平衡臂、单吊点

25、静 定结构吊臂结构；,受 力：,比平头塔机要复杂，比双吊点简单；,钢结构用量：,比平头省材料；但比双吊点费；,制 造：,固定式塔帽制造复杂；平衡臂为平面结构制造简单；,安装与拆卸：,安装高度要求高；安装与拆卸比平头复杂；,5）固定塔帽、静定外伸 结构平衡臂、双吊点 一次超静定吊臂结构；,受 力：,起重臂为一次超静定结构受力比单吊点复杂 ；,钢结构用量：,为一次超静定结构，最省材料；,制 造：,固定式塔帽制造复杂；平衡臂为平面结构制造简单；,安装与拆卸：,安装高度要求高；安装与拆卸比平头复杂；,1.3.2 局部结构,随着现代化分析技术、检测技术的发展和我国人民对塔式起重机安全性的重视程度的增加，

26、塔式起重机主要结构的受力分析技术已基本成熟。我国几个大的设计单位出具的设计图都可以达到国标要求，满足工程的需要。但塔式起重机的很多局部结构由于设计计算工作量巨大，人们的重视不够，计算分析不够完整，有时分析模型与实际情况不符计算不够准确，在使用当中时有事故发生，应该引起我们的重视。,下面举例说明几个值得我们注意的局部结构：,1. 塔式起重机塔身 标准节连接套处,加强板 1：,将连接套与主肢焊接处的受力状态由多向应力状态变为单向应力状态，使其受力大大改善，减少连接套对主肢的附加弯矩，明显提高抗疲劳性能。,能够增强主肢端部的刚性，减少主肢端部的变形对受力的影响。,连接套有小尾巴结构将截面突变改为截面

27、渐变，减少了应力集中，提高抗疲劳性能。,加强板 2：,连接套结构：,2. 耳板与管焊接处,在耳板与管上都开槽来进行焊接（我们称为插接式），将两个构件的危险断面错开，减少截面突变，改善受力性能提高抗疲劳性能。,3. 踏步与主肢焊接处,单角钢式和扣方或方管结构，踏步焊接处设有加强板，有加强板后大大增强了主肢抵抗附加弯矩能力，防止主肢局部受力发生过大变形。,4、连接件强度校核,在过去的焊接连接计算中，往往连接件的计算，给产品或工程造成巨大的损失，最新的钢结构设计规范 GB3811-2008中，给出了节点板的计算方法，但对于塔机单肢结构连接套处的计算方法没有作出规定。最近我在编写金属结构教材时，将作出

28、探讨。它的计算与连接套与主肢的制造工艺有关。,1.3.3 材料,1.3.3.1材料的性价比 钢结构部分所采用钢材大致有以下几种：型材、板材、管材及棒料。在设计选取材料时往往按国标规定重要受力结构件采用以下几种材质：Q235B、Q345B、20、45、40Cr，非重要受力件采用：Q235A、Q345A、Q215等等，不同材质的钢材在价格和性能方面有多大差别呢？请看表2：,在塔机钢结构中型材与管材所占的比例最大。从以上表格中可以看出：型材材质中Q235与Q345价格差额为5左右；焊管与无缝管最高差额能达到50；圆钢普钢与45、40Cr差额为30。在利益的驱动下部分塔式起重机生产单位，无视国家标准，

29、用Q235A、Q345A、Q215代替Q235B、Q345B、20、45、40Cr，大大降低成本同时也大大降低了产品的可靠性，这是我们使用单位和购买单位应该注意的事项。某厂选用的起升机构的轴承座采用了HT150，违反GB/T13752塔式起重机设计规范规定，在上海市造成塔式起重机事故，死亡一人。,1.3.3.1钢材的可焊性 工程机械结构大多为焊接结构，钢材的可焊性是衡量钢材焊接工艺好坏的指标。人们通常用焊缝及其相邻基本金属的抗裂性和使用性能来说明材料可焊性的优劣。 碳素结构钢的可焊性，可以粗略地用碳物质的量来表示，nc0.45时，则认为钢材的可焊性良好。计算碳物质的量的经验公式为：,式中 C、

30、Mn、Si、Cr、Ni、Mo、V钢材的化学成分,1.3.4塔机金属结构设计中强度与刚度关系 许许多多计算方法的确立,都是建立在一定的假设条件下,金属结构的焊缝和螺栓计算也不例外,假设被连接件为刚性构件,然而随着新材料高强度钢材的出现,被连接件厚度越来越小,刚性不断降低,离计算的基本假设越来越远,计算偏差越来越大,应该引起我们的足够重视。 塔式起重机的上下转台和回转支承是实现转动部分和固定部分连接的重要部件，其结构设计的质量将直接影响整机的工作性能和安全性。本节从上下转台与回转支承连接用高强螺栓的受力分析开始，提出了不仅转台的强度而且刚度同样与螺栓受力有着密切的关系。由转台筋板开裂和筋板焊缝开裂

31、的原因分析，得出了转台设计的原则：在满足强度前提下要充分考虑其刚度，避免因为刚度不足引起的“强度”问题出现，保证塔机工作的安全性。然后探讨了这一原则在转台结构设计中的具体落实与应用，并通过一个设计实例借助有限元分析验证了这一原则和方法的有效性和正确性。,2004年12月中旬，某工地一台QTZ63塔式起重机在使用过程中下转台与回转支承连接螺栓断裂，上部回转部分脱落造成一人死亡的事故。据统计该问题曾多次在塔机事故中出现，塔机转台焊缝开裂、筋板断裂、回转噪音大等现象在实际应用中普遍存在，时常有大大小小的事故发生在回转支承和上、下转台上。该部件的结构设计和生产质量引起了人们的广泛关注。 一.事故原因分

32、析 1）高强度螺栓断裂原因分析 回转支承作为塔机回转的核心部件，与上下转台的连接均采用高强度螺栓。分析得知高强度螺栓的断裂有这样几个主要原因：高强螺栓质量问题、安装时高强螺栓预紧力达不到、转台结构设计问题。关于高强螺栓质量问题这里不作探讨，下面仅分析高强螺栓预紧力和转台结构对高强度螺栓的受力影响。,螺栓群受力计算的基本假设为被连接件的刚性无穷大，在弯矩作用下螺栓受拉时，普通螺栓和高强度螺栓的内力计算方法不同。普通螺栓连接，在弯矩作用下产生绕弯矩指向一侧的第一行螺栓中心线转动。高强度螺栓连接时，螺栓承受的外拉力总是小于预紧力，被连接面一直保持紧密结合，中性轴为螺栓群的形心轴。可以看出在同等条件下

33、高强度螺栓受力比普通螺栓受力大，但是普通螺栓接连接面会出现分离，在动载荷作用下存在载荷冲击，螺栓拉力很难精确计算；高强度螺栓在预紧力作用下不会出现连接面分离，避免冲击载荷的产生，所以与回转支承连接均要求采用高强度螺栓。 采用高强度螺栓，如果预紧力达不到要求或者没有预紧力，高强度螺栓受力情况就接近普通螺栓造的受力情况；如果预紧力不一致螺栓松紧不一就会造成螺栓受力不均，较紧的螺栓受力大，超过极限承载能力时会造成事故。 标准明确规定，预紧力得不到控制的高强度螺栓其安全系数为：,a)普通螺栓 b)高强度螺栓,（2）转台结构对螺栓受力的影响 高强度螺栓的受力分析是建立在连接件刚性无穷大、不考虑连接件变形

34、基础上的，但是在实际过程中任何连接件都达不到这一条件。 当转台刚度足够大时，螺栓受力接近理想状态，但是如果转台刚度整体或局部不足，当螺栓同时受力时，刚度较弱处最先发生弹性变形，使刚度较好处的高强螺栓受力增大，当超过螺栓极限承载能力时发生破坏，该螺栓退出工作，另一刚度较好处的螺栓受力急剧恶化，在某一时刻发生破坏，退出工作。依次变化、恶性循环而导致全部螺栓破坏，上下结构分离，造成事故。 上述分析可以看出：在考虑高强度螺栓受力时，必须充分考虑转台的刚度，转台设计时，不仅要满足强度要求，同时也要保证转台的整体刚度。,2）下转台筋板开裂和筋板焊缝开裂分析 筋板开裂的主要原因一般有：母材质量问题、转台结构

35、设计问题。筋板焊缝开裂的主要原因一般有：焊缝质量问题、转台结构设计问题。关于母材和焊缝质量这里不作探讨，仅分析转台结构对受力的影响。 转台筋板布置是在围板基础上增加立筋来增加转台刚度和强度，从整体来看如果筋板布置不合理就会造成筋板受力不均匀。当焊缝强度低于母材强度时，筋板受力大的焊缝首先发生破坏，如果焊缝强度大于母材强度就会造成筋板断裂。从局部来看，如果地板刚度不足，焊缝便会增加附加弯矩，引起焊缝破坏。 综上所述，转台设计的原则应该是在满足强度前提下要充分考虑其刚度，避免因为刚度不足引起的“强度”问题出现，保证塔机工作的安全性。这就要求我们在转台设计时对强度、刚度要经过严格计算，以免造成事故的

36、发生，下面我们探讨在转台结构设计时如何落实和实施这一原则。,1.4设计图样、形式试验,塔机制造许可证的设计开发环节包括设计输入、设计输出、设计评审及设计确认，是一个非常完整的设计和开发质量控制程序，其中设计评审和设计确认是确保塔式起重机设计质量的重要且缺一不可的环节。目前，我国制造许可证的管理只对该厂最大型号塔式起重机进行评审，覆盖塔式起重机控制不够严格，很多企业主为节省经费盗用技术图样进行生产，盗用技术图样往往为了避免法律追究,更改是必然,更改是否合理无从谈起，有些人无知无畏，本无计算能力却进行了很多设计更改，造成了许多事故隐患。为此，我们要对其设计来源进行调查，计算书是否完善、产品生产后是

37、否做形式实验进行设计确认。这里强调一下,并不是通过形式实验的技术图样就是合理,没有问题,可以放心使用,因为形式实验检验的项目不能囊括所有项目。且材料性能是随机的，样机不能代表所有。为此，形式实验只对样机负责,结束语,要生产出性价比高的塔式起重机应该从源头抓起。首先，引进技术先进的塔机图样，不要从个人或技术水平低的小团体购买，因为设计技术不断的进步个人或小团体往往跟不上技术的发展，开发投入不足，东抄西凑先进成果含量低，而且有盗窃嫌疑。其次，对塔机技术图纸进行深入的分析，全面理解设计的意图，标准的要求，确保生产的塔机实现了设计的意图，确保塔机的安全性。,施工升降机 施工升降机亦称外用电梯，简称升降

38、机。据GBT7920.31996规定，施工升降机是指利用平台、料斗、吊笼等沿着垂直或微倾的导轨架提升物料和人员的起重机械。这类起重机械其重物或取物装置只能沿着导轨升降，广泛用于施工现场人员及物料的垂直运输。 我国最早开始使用施工升降机是在1973年，1980年我国研制了载重量为1.2t的单导轨架、双工作吊笼的SF12型施工升降机。近年来，我国的施工升降机的品种、产量都得到了突飞猛进的发展。 依据GB10052-1996施工升降机分类规定，施工升降机根据动力传递形式的不同可分为三种：钢丝绳式(SS系列)、齿轮齿条式(SC系列) 和混合式(SH系列)升降机。 近年来，成功研制并投入应用了倾斜和双曲线型导轨的施工升降机，扩大了应用范围。图162为SCQ150/150型倾斜式施工升降机在建造世界第一长的上海杨浦大桥215米的高塔，图163为双曲线型施工升降机在建造电厂冷却塔。,最近市场上出现了一种SS系列施工升降机就省电、无冒顶之说这里讨论以下，仅供参考。,谢谢大家!,