摘 要

本文对塔式起重机的发展历史和趋势进行了概述，介绍了国内塔机的各种类型和编号规则，并对塔机的结构进行了分析和说明。

本次设计参考了起重机设计规范和钢结构设计规范，对塔身进行载荷分析，选取了三种特殊工况，对塔身进行验算。首先将塔身视为压弯构件，画出塔身的受力图、剪力图和弯矩图，进行强度刚度的验算，然后再对塔身整体稳定性和腹杆稳定性进行验算。在结构连接方面，选择10.9级M36高强度螺栓进行标准节的连接，选取角焊缝中侧缝连接方式进行腹杆的连接，经验算螺栓和焊缝强度均符合要求。

关键词：塔身 结构设计 强度 刚度 稳定性

Design of TC6510 tower crane tower body

Abstract

This paper summarizes the development history and trend of tower crane, introduces various types and numbering rules of domestic tower crane, and analyzes and explains the structure of tower crane.

This design referred to crane design specifications and steel structure design specifications, carried out load analysis on the tower body, selected three special working conditions, and checked the tower body.First, the tower body is regarded as a bending member, and the force diagram, shear diagram and bending moment diagram of the tower body are drawn to check the strength and rigidity, and then the overall stability of the tower body and the stability of the abdominal rod are checked.In terms of structural connection, 10.9-class M36 high-strength bolts were selected for the connection of standard joints, and the connection method of the middle side seam of the angular weld was selected for the connection of the abdominal rod.After calculating the bolts and weld strength meet the requirements.

Key Words: Tower body Structural design Strength Stiffness Stability

目 录

摘 要 1

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1我国塔式起重机发展概况 1

1.2塔式起重机的编号和分类 1

1.3 塔机现存问题 2

第二章 塔身结构分析 3

2.1 塔机结构分析 3

2.2 塔机相关问题的思考 3

2.3 塔身设计概述 4

第三章 TC6510型塔机塔身设计计算 6

3.1 塔身几何尺寸和材料 6

3.2 确定计算工况 7

3.3回转支承以上塔身受力分析数值汇总 8

3.4 塔身刚性的验算 12

3.4.1工况1 14

3.4.2工况2 15

3.4.3工况3 16

3.5 塔身强度验算 18

3.5.1工况1 19

3.5.2工况2 21

3.5.3工况3 23

3.6 塔身稳定性验算 25

3.6.1塔身整体稳定性 25

3.6.2缀条稳定性 28

3.7 塔身连接部分的计算 30

3.7.1高强度螺栓连接计算 30

3.7.2 标准节腹杆连接焊缝设计计算 34

3.8 经济性分析 35

第四章 总结与展望 37

参考文献 38

致谢 39

第一章 绪论

1.1我国塔式起重机发展概况

如今，因为具有适合建设需求的性能，塔式起重机已经成为我国建筑领域里必不可少的器械。^[1]。塔式起重机在我国已经发展了60多年，但是在前面几十多年都处于缓慢起步的阶段，直到改革开放的到来，中国经济在高速发展，建设工程大量兴建，塔机因而有了巨大的需求市场。同时，在这一时期我国的塔式起重机也有了行业组织，对开发设计的过程进行了计划并指定相关标准，给大家一个指导，方便学习和参考，因此也让塔机得到了极大的发展。

1.2塔式起重机的编号和分类

在这里先介绍一下塔机的编号规范和习惯。Q是起重机中起字的首字母，T是塔字的首字母代表的则是塔式；下面则是特征代号，K就是指块装，Z指的是自升式，G则是指的固定式。下面举个例子：

QTZ40——代表的就是起重力矩为40kN·m的自升式塔机。

但是现在又有了一种新的型号标识方法：用Tower crane的首字母TC，用最大幅度和该处可吊重量如——6510。这种方法好在让人可以直接的了解到塔机工作的最极限状态，本次设计的题目用的就是这一种标识法。

塔机按照不同的特征分类的方法很多，而且有的类型会有交叉，但是只要看准塔机的几个特殊部位就可以轻松的进行分辨。第一看回转支承位置分辨上下回转，第二则是看臂架结构分辨是小车还是动臂变幅，第三是看安装方式分辨，最后就是看底架是否能移动分辨固定还是行走。

不过随着技术的进步，会有新的塔机品种不断出现不断发展，塔机设计的目的还是为了适应不同的工作要求、降低成本、或者是提高安全保障，尤其像我国一样的发展中国家，更是要鼓励创新，结合国情不断开发设计出适合各种环境需求的塔机^[2]。

1.3 塔机现存问题

随着塔机的大量生产与投入使用，随之而来的一个很显著也很关键的问题就是安全问题。根据数据的显示，可以清楚的看到所占比重最大的就是塔身折断或变形和整体倾覆事故[3]。而引发这些事故的原因，主要还是出现在设计、加工、和安装这几个环节。比如2013年四川某个工地就是在安装过程中，加强节安装的位置不对，导致了工作过程中，加强节以上部位整体倾翻[4]。还有某一个厂家生产的起重机，发生了耳板断裂的情况，对事故进行研究后发现，是塔机设计过程中存在问题，耳板和主弦杆设计不符合要求，造成了应力集中现象，在正常工作状态下也有断裂风险，导致了事故的发生^[5]。除了以上两点塔身最容易出现问题的还有连接这一方面，高强度螺栓以及焊缝连接也是需要格外重视的问题^[6][7]。

第二章 塔身结构分析

相关图片展示：