不利工况下附着式塔式起重机稳定影响分析

发布时间：2020-04-05 22:03

【摘要】：附着式塔式起重机是现代高层、超高层建筑工程施工过程中常用的垂直运输特种机械设备,担负的垂直运输量最大,使用也最为频繁,因而,发生的事故也较多,尤其是塔吊失稳引起的事故更为严重。施工中当塔吊的工作高度超出其最大独立工作高度时需设置附着装置结构以增加对塔身的约束,确保其工作的稳定性,而附着装置的结构形式、附着距离、附着装置布置的竖向间距以及附着装置功能是否正常发挥均与附着装置对塔身的约束效果有密切联系,进而对塔吊稳定性产生影响。为分析研究附着装置结构的设置对塔吊稳定性的影响,本文以TC6013附着式塔式起重机为原型,结合SAP2000大型通用有限元分析软件进行了以下几方面的工作:(1)针对TC6013附着式塔式起重机的结构组成及其特点对相应的结构部分进行了简化处理,运用SAP2000有限元软件创建了塔吊结构完整的3-D有限元模型;(2)基于塔吊结构受力分析计算理论和结构整体稳定理论,运用SAP2000对TC6013附着式塔式起重机分别采用三杆式和四杆双侧式附着装置结构进行附着且与建筑物间附着间距为5m、10m、15m、20m时,选取塔吊于施工过程中承受的三种典型的不利载荷工况分别进行考虑和不考虑轴向作用力二阶效应的静力、稳定性屈曲方面的分析,得出塔吊附墙间距对塔吊附着结构内力、塔身位移、塔吊整体稳定性的影响规律;(3)基于附着装置结构竖向间距的改变会引起其对塔身约束效果的改变从而对塔吊结构的整体稳定性产生影响,附着装置结构的竖向间距可通过改变对塔身的附着次数加以改变,当塔身分别采用三杆式和四杆双侧式附着装置结构进行三至八次附着且附墙间距为5m时,运用SAP2000分析其对塔吊整体稳定性的影响,得出附着装置结构竖向间距的减小有利于塔吊结构的整体稳定,当塔吊工作高度为140m时,对塔身进行五或六道附着是较为可行的;(4)由于实际施工中存在多种因素会导致塔吊附着结构杆件的失灵,改变了与建筑物的附着作用会对塔吊稳定性产生影响,文中考虑TC6013附着式塔式起重机进行5次常规间距附着,分别对塔吊最上一道附着结构中发生单杆、双杆失灵以及中间第三、第四道附着结构中同时发生双杆失灵时进行结构的整体稳定性分析,得到当塔吊最上一道附着结构中发生单杆失灵时塔吊的整体稳定性降低却仍可保持稳定,发生双杆失灵时塔吊采用三杆式附着结构则整体发生失稳,采用四杆双侧式附着结构塔吊在工况一和工况二载荷作用下可以保持整体稳定而在最不利工况三载荷作用下发生整体失稳;当塔吊中间第三、第四道附着结构中同时发生双杆失灵时塔吊的整体稳定性均保持良好,塔吊稳定性受中间附着装置完备性的影响程度相比与最上一道附着装置完备性的影响程度要小。
【图文】：

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学硕士学位论文第 1大部分所组成[2]。其中，工作机构是专门设置用于实现塔吊向各方执行机构；金属机构是用于支撑工作机构、承受各种载荷（包括物料力、外部载荷等）并向下传递给地基基础的空间支撑平台和骨架；统则承担为塔式起重机提供动力、控制、操纵、照明和联络等工作统是为工作机构、金属机构、动力及电汽控制系统可能遇到的安全防护手段的综合系统；附属装置则由钢筋混凝土配重及压重、钢筋、约束塔身的附着结构、用以塔吊故障的检修装置等组成以保证塔。重机的类型有许多，土木工程施工领域中常用的塔吊类型见下图

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着式塔式起重机在土木工程领域施工过程中进行起重作业时，常常由于被起自身重力超过规程允许的起吊吊重值，在启动、制动时会产生较大的惯性作承面发生沉陷或塔机承受过大的风荷载超出了预想值以及附着失灵等原因机就会有可能突然丧失稳定而酿成倾覆事故。有关文献指出在建工程塔机事内在因素导致愈发引起人们的重视[5-8]，然而外部因素的影响作用亦不可忽12 年某建安小区一在建建筑物工程 QTZ400A（TC4708）型塔式起重机在进节过程中，由于未进行配平顶升，导致塔机突然坍塌（如图 1-2），结果造死三伤的伤害事故[9]；2014 年在全国范围内关于塔吊事故的发生总数多达成 59 人直接死亡，172 人的伤亡，事故涉及各个省份，其中尤以浙江省为11 起，统计事故的原由则多是由于塔吊在施工期超载导致塔吊失稳坍塌（如，吊臂断裂[10]；2016 年名为“莫兰蒂”的 14 号台风对在建的建筑工程造成结果有 79 台塔式起重机发生了坍塌，其中由于塔吊附着装置遭受破坏的塔12 台（如图 1-4），占塔吊倒塌总数的 15.20%[11]，，规避类似事故，保证塔吊的安全，塔吊稳定性分析研究具备重要的实际意义。
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH213.3

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