一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备。它包括获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的X轴的夹角，其取值范围为0

【技术实现步骤摘要】
一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备


[0001]本专利技术涉及塔式起重机
，具体涉及一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备。

技术介绍

[0002]超高层施工中，塔式起重机是重要的垂直运输设备，结构核心筒内部空间不足时，需要将塔式起重机布置于核心筒外侧，采用外挂的方式安装于结构外墙(如图1)，外挂支架(如图2)则是连接塔式起重机与墙体的重要部件。外挂支架与墙体连接处的节点反力是设计支架和校核结构墙体安全性的关键参数，其设计流程如图3所示。
[0003]我国现行的起重机规范中，尚未对塔式起重机外挂支架的设计做明确规定。《GB/T 13752
‑
2017塔式起重机设计规范》中4.6.4条只有“应根据具体支承方案确定简化力学模型”的描述。针对不同的工程项目，塔式起重机的外挂支架都需要根据具体的情况进行设计，经过多年的发展，外挂支架的设计框架已经趋于成熟，但是由于缺乏有效的实用计算方法，工程人员无法科学快速的获取外挂支架的节点反力，影响外挂支架的设计和墙体校核的工作效率。
[0004]目前，塔式起重机外挂支架节点反力的计算主要依靠商业结构计算软件，使用软件建模，计算过程较为繁琐，对人员专业技术要求高，且需要软件的商业授权，成本较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备。
[0006]为实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，包括：
[0007]获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；
[0008]根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，所述角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的X轴的夹角，其取值范围为0
°‑
360
°
；
[0009]根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力
‑
角度θ曲线并呈现。
[0010]进一步的，所述外挂支架包括两个平行于Y轴方向且呈水平间隔设置的主梁，所述Y轴垂直于结构外墙，所述主梁的内端固定在结构外墙上，所述主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜杆，所述主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，所述节点包括分别位于两个主梁内端的节点A和节点B、位于两个水平斜杆内端的节点C和节点D以及位于两个竖向斜杆内端的节点E和节点F。
[0011]进一步的，所述各节点反力计算函数具体如下：
[0012]节点A：
[0013][0014]节点B：
[0015][0016]节点C：
[0017][0018]节点D：
[0019][0020]节点E：
[0021][0022]节点F：
[0023][0024]其中，R
Ax
，R
Ay
，R
Az
分别为外挂支架节点A处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N，所述Z轴纵向平行于结构外墙；
[0025]R
Bx
，R
By
，R
Bz
分别为外挂支架节点B处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；
[0026]R
Cx
，R
Cy
，R
Cz
分别为外挂支架节点C处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；
[0027]R
Dx
，R
Dy
，R
Dz
分别为外挂支架节点D处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；
[0028]R
Ex
，R
Ey
，R
Ez
分别为外挂支架节点E处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；
[0029]R
Fx
，R
Fy
，R
Fz
分别为外挂支架节点F处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；
[0030]F为塔式起重机对外挂支架的水平作用力，单位为N；
[0031]V为塔式起重机对外挂支架的垂直作用力，单位为N；
[0032]M
k
为塔式起重机对外挂支架的扭矩，单位为N
·
mm；
[0033]a为外挂支架节点A与节点C的距离，单位为mm；
[0034]b为外挂支架节点B与节点D的距离，单位为mm；
[0035]h为外挂支架节点A与节点E、节点B与节点F的距离，单位为mm；
[0036]d为塔式起重机的中心与结构外墙的距离，单位为毫米mm；
[0037]L为外挂支架的主梁的长度，单位为mm。
[0038]进一步的，使用HTML+JavaScript制作网页程序，通过JavaScript脚本编程绘制节点反力
‑
角度θ曲线。
[0039]在第二方面，本专利技术提供了一种塔式起重机外挂支架节点反力计算设备，包括：
[0040]获取模块，用以获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；
[0041]节点反力计算模块，用以根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，所述角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的X轴的夹角，其取值范围为0
°‑
360
°
；
[0042]曲线绘制模块，用以根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力
‑
角度θ曲线；
[0043]显示模块，用以呈现绘制出的节点反力
‑
角度θ曲线。
[0044]进一步的，所述外挂支架包括两个平行于Y轴方向且呈水平间隔设置的主梁，所述Y轴垂直于结构外墙，所述主梁的内端固定在结构外墙上，所述主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜杆，所述主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，所述节点包括分别位于两个主梁内端的节点A和节点B、位于两个水平斜杆内端的节点C和节点D以及位于两个竖向斜杆内端的节点E和节点F。
[0045]进一步的，所述各节点反力计算函数具体如下：
[0046]节点A：
[0047][0048]节点B：
[0049][0050]节点C：
[0051][0052]节点D：
[0053][0054]节点E：
[0055][0056]节点F：
[0057][0058]其中，R
Ax
，R
Ay
，R
Az
分别为外挂支架节点A处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N，所述Z轴纵向平行于结构外墙；
[0059]R
Bx
，R
By
，R...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，其特征在于，包括：获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，所述角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的X轴的夹角，其取值范围为0
°‑
360
°
；根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力
‑
角度θ曲线并呈现。2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，其特征在于，所述外挂支架包括两个平行于Y轴方向且呈水平间隔设置的主梁，所述Y轴垂直于结构外墙，所述主梁的内端固定在结构外墙上，所述主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜杆，所述主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，所述节点包括分别位于两个主梁内端的节点A和节点B、位于两个水平斜杆内端的节点C和节点D以及位于两个竖向斜杆内端的节点E和节点F。3.根据权利要求2所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，其特征在于，所述各节点反力计算函数具体如下：节点A：节点B：节点C：节点D：节点E：
节点F：其中，R
Ax
，R
Ay
，R
Az
分别为外挂支架节点A处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N，所述Z轴纵向平行于结构外墙；R
Bx
，R
By
，R
Bz
分别为外挂支架节点B处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；R
Cx
，R
Cy
，R
Cz
分别为外挂支架节点C处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；R
Dx
，R
Dy
，R
Dz
分别为外挂支架节点D处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；R
Ex
，R
Ey
，R
Ez
分别为外挂支架节点E处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；R
Fx
，R
Fy
，R
Fz
分别为外挂支架节点F处沿X、Y、Z轴三个方向的反力，单位为N；F为塔式起重机对外挂支架的水平作用力，单位为N；V为塔式起重机对外挂支架的垂直作用力，单位为N；M
k
为塔式起重机对外挂支架的扭矩，单位为N
·
mm；a为外挂支架节点A与节点C的距离，单位为mm；b为外挂支架节点B与节点D的距离，单位为mm；h为外挂支架节点A与节点E、节点B与节点F的距离，单位为mm；d为塔式起重机的中心与结构外墙的距离，单位为毫米mm；L为外挂支架的主梁的长度，单位为mm。4.根据权利要求1所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，其特征在于，使用HTML+JavaScript制作网页程序，通过JavaScript脚本编程绘制节点反力
‑
角度θ曲线。5.一种塔式起重机外挂支架节点反力计算设备，其特征在于，包括：获取模块，用以...

【专利技术属性】
技术研发人员：许贵林，黄建军，刘俊敏，徐明，施宇，殷江飞，孟祥玉，
申请(专利权)人：中昇建机南京重工有限公司，
类型：发明
国别省市：