摘 要

塔式起重机作为一种搬运机械，是现代工业与民用建筑的最主要的施工机械之一，其最重要的特点就是相比于其他机械幅度利用率更高。塔式起重机的金属结构主要由塔帽、起重臂架、平衡臂架、回转支承架、塔身、底架等部件组成。它还具有使用范围广，回转半径大，起升高度高，效率高，操作简便，安装和拆卸方便等特点，目前在我国建筑安装工程中使用非常普遍，尤其在高层建筑和普通民用建筑中，已经成为不可替代的建设机械

塔式起重机臂架的设计是一种钢结构的设计，臂架主要是由上弦杆、下弦杆、腹杆和拉杆构成，参考最新发布的塔式起重机设计规范设计时需要考虑到以上各部分的组成结构和具体尺寸、材料等。通过计算及校核，最终确保臂架的强度、刚度和稳定性都能满足国家规定要求。在能安全工作的前提下尽力降低制造成本，使设计出的产品既安全可靠又价格低廉。

关键词：臂架，拉杆，弦杆，腹杆，强度，刚度，稳定性

Abstract

As a kind of transport machine, tower crane is one of the most important construction machines in modern industrial and civil buildings. The metal structure of tower crane is mainly composed of tower cap, lifting arm frame, balance arm frame, rotary support frame, tower body and bottom frame. It also has a wide use, the turning radius is big, high hoisting height, high efficiency, easy operation, convenient installation and disassembly, etc, has been widely used in construction and installation engineering in our country at present, especially in high-rise building and ordinary civil buildings, has become an irreplaceable construction machinery

The design of the tower crane boom is a kind of steel structure design, the arm frame is mainly composed of upper chord and bottom chord, CHS and pull rod, refer to the latest release of tower crane design specification design need to consider the above composition structure and the specific size of each part, material, etc. Finally, the strength, stiffness and stability of the boom can meet the requirements of national regulations through calculation and verification..We will try our best to reduce the manufacturing cost on the premise of working safely, so as to make the designed products safe, reliable and cheap.

Keywords: arm, draw bars, oblique abdomen, chord, strength, stiffness, stability

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1塔式起重机概述及国内外发展现状 1

1.2未来趋势 3

1.3起重臂优化的发展 3

第二章 方案构思 5

2.1臂架整体构思 5

2.2分节问题 6

2.3断面型式 6

2.4腹杆布置 7

2.5杆件选材及结构 7

2.6拉杆构造 7

2.7减轻臂架自重的途径 8

2.8最终方案 8

第三章 主要结构参数设置 9

3.1 主要结构尺寸 9

3.1.1 标准节的长度及臂架长度 9

3.1.2材料 9

3.2吊点位置的确定 9

3.2.1选择参数计算 9

3.2.2吊点调整 10

第四章 计算校核 11

4.1计算 11

4.1.1截面几何特性 11

4.1.2垂直载荷产生的力 12

4.2自重产生的内力 13

4.3动载荷端点处的力 15

4.4 动载荷在近吊点内产生的力 16

4.5其它偏心力矩 17

4.6水平载荷产生的内力 18

4.6.1风载臂架 18

4.6.2风载重物（D处） 20

4.6.3重物振动侧向力（D处） 20

4.6.4重物回转（D处） 21

4.6.5臂架自重惯性力（跨中） 22

4.7内力计算 23

4.8校核 28

4.8.1确定许用应力 28

4.8.2对拉杆的校核 29

4.8.3截面校核 30

4.8.4腹杆校核 31

4.8.5稳定性校核 33

第五章 附件设计 37

5.1连接部分 37

5.1.1根部 37

5.1.2臂架节之间的连接 38

5.1.3上弦杆连接部 40

5.2滑轮选用 41

5.3一些说明 42

5.3.1拉杆长度 42

5.3.2焊接问题 42

5.4造价经济分析 44

参考文献 46

致谢 48

第一章 绪论

1.1塔式起重机概述及国内外发展现状

塔式起重机（tower crane）又名塔吊、塔机，开始出现于西欧。作业空间大是它一个比较明显的特征。

无论是那种类型的塔机，主要都是由金属结构、工作机构以及控制驱动系统三大模块组成。金属结构是塔机的骨架，同时也占整个塔机总重量的五成以上，塔机自重和作业外载荷都是由它承受。所以想要提高起重机起重性能增强工作可靠性，合理设计金属结构十分重要。塔机作业的所有机械运动都是通过工作机构实现的，工作机构是为完成这些运动而设计装配的机械部分的总称，通常包含起升、变幅、回转及顶升等。驱动控制系统也是塔机的一个重要组成。它是塔机的动力源头，也对塔机提供启动、制动、改向及调速等控制作用，同时它也起到监测作用。

为了满足不同施工现场的需求，提高塔式起重机产品使用性能，通常都将起重臂设计为可根据实际情况进行选择的组合。对塔式起重机起重臂的设计分析一方面是提高了工作效率，同时也是对工地施工安全的负责。

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