(二)、第一种工况的计算
塔机满载工作,风向垂直于起重臂,考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。
将上面的方程组求解,其中θ从0-360循环,分别取正负两种情况,分别求得各附着做大的轴压力和轴拉力: 杆1的最大轴向压力位:259.23kN 杆2的最大轴向压力位:204.32kN 杆3的最大轴向压力位:132.65kN 杆1的最大轴向拉力位:259.23kN 杆2的最大轴向拉力位:204.32kN 杆3的最大轴向拉力位:132.65kN (三):第二种工况的计算
塔机非工作状态,风向顺着起重臂,不考虑扭矩的影响。
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将上面的方程组求解,其中θ=45,135,225,315,Mw=0,分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。
杆1的最大轴向压力位:62.33kN 杆2的最大轴向压力位:18.29kN 杆3的最大轴向压力位:76.94kN 杆1的最大轴向拉力位:62.33kN 杆2的最大轴向拉力位:18.29kN 杆3的最大轴向拉力位:76.94kN (四):附着杆强度验算
1、杆件轴心受拉力强度验算 验算公式: =N/An≤f
其中 N----为杆件的最大轴向拉力,取N=259.23kN; -----为杆件的受拉应力; An-----为杆件的截面面积,本工程选取的是[16b槽钢,查表可知An=2515.00mm2;
经计算,杆件的最大受拉应力=259.23×1000/2515.00=103.07N/mm2 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2 ,满足要求! 4、杆件轴心受压强度验算 验算公式: =N/φAn≤f
其中 -----为杆件的受压应力;
N----为杆件的轴向压力,杆1:取N=62.33kN; 杆2:取N=18.29kN; 杆3:取N=76.94kN; An----为杆件的截面面积,本工程选取的是[16b槽钢,查表可知An=2515.00mm2 ;
φ ----为杆件的受压稳定系数,是根据λ查表计算得, 杆1:取φ=0.773;杆2:取φ=0.668,;杆3:取φ=0.773; λ---- 杆件长细比,杆1:取λ=66.351, 杆2:取λ=83.045, 杆1:取λ=66.351。 经计算,杆件的最大受压应力=39.56N/ mm2 。 最大压应力不大于拉杆的允许压应力2165N/ mm2 ,满足要求! (七)、焊缝强度计算
附着杆如果采用焊接方式加长,对接焊缝强度计算公式如下: σ=
N≤fc或ft lwt其中 N为附着杆的最大拉力或压力,N=259.230kN; lw为附着杆的周长,取563.00㎜;
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t为焊缝厚度,t=8.50㎜;
ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度,取185N/mm2;
经过焊接强度=259230.00/(563.00×8.50)=54.17N/mm2 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求! (六):预埋件计算
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.9条。 1、杆件轴心受拉时,预埋验算 验算公式:
N As≥0.8af
by 式中As---预埋件锚钢的总截面面积:As=3.14×222×3×2/4=2281mm2 N---为杆件的最大轴向拉力,取N=259230.00N
ab---锚板的弯曲变折减系数,由于采取防止锚板弯曲变形的措施,所以取ab =1.0 经计算:
As=259230.00/(0.8×1.00×300.00)=1080.13mm2≤2281.09mm2 满足要求!
4、杆件轴心受压时,预埋件验算 验算公式: As≥
0.4Nz
0.4arabfyz 式中 N----为杆件的最大轴向压力,取N=76943.23N Z----沿剪力作用方向最外锚筋中心线之间的距离
ar----锚筋层数的影响系数,双层取1.0,三层取0.9,四层取0.85。
经计算:
As=76943.23/(1.00×0.90×300.00)=284.97mm2≤2281.09mm2
满足要求! (七):附着支座连接的计算
附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定,应该按照下面要求确定:
1、预埋螺栓必须用Q235钢制作;
2、附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20; 3、预埋螺栓的直径大于24mm;
4、预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求: 0.75nπdlf=N
其中n为预埋螺栓数量:d为预埋螺栓直径;l为预埋螺栓埋入
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长度;f为预埋螺栓与混凝土粘接强度(C20为1.5N/mm2,C30为3.0N/mm2;N为附着杆的轴向力。
7、预埋螺栓数量,单耳支座不少于4棵,双耳支座不小于8棵;预埋螺栓埋入长度不小于15d;螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。 (八):附着设计与施工的注意事项
锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则:
1、附着固定点应设置在丁字墙(承重隔墙和外墙交汇点)和外墙转角处,切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处; 2、对于框架结构,附着点宜布置在靠近柱根部;
3、在外墙转角或承重隔墙可利用的情况下,可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上;
4、附着固定点布设在靠近楼板处,以利于传力和便于安装。
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