CN106379824B - 一种塔机支撑结构 - Google Patents

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Abstract

一种塔机支撑结构，属于建筑机械技术领域。包括两根结构相同的支撑横梁、墙体支座、支撑横梁与墙体支座之间的活动铰支座，其中一根支撑横梁CD为两段，安装在另一支撑横梁AB两侧，形成十字交叉结构，安装时，两支撑横梁的两端分别通过活动铰支座与墙体支座连接。本发明结构简单，降低了生产成本，方便运输。支撑横梁的两端与墙体支座之间的支撑方式全部采用活动铰支座，可以有效的解决法向力对墙体的作用。塔机在支撑结构上的安装位置可以根据建筑物的实际情况和塔机自身的需求进行调整，方便塔机作业。

Description

一种塔机支撑结构
技术领域
本发明属于建筑机械技术领域，特别是涉及一种用于高层建筑的塔机支撑结构。
背景技术
高层和超高层建筑施工后期都会有建筑物顶部塔式起重机的安装或拆除过程，有时需要将塔式起重机用桥架支撑在建筑物核心筒的顶部，而支撑桥架的结构对塔机和墙体的安全有直接的影响。目前，在建筑施工中，高层建筑核心筒顶部使用支撑塔机的桥架结构大多为三梁结构或四梁结构，与二梁交叉结构相比，三梁或四梁结构略显复杂，增加了结构制造的成本。在理论上，二梁交叉支撑结构便可满足施工的需求。
目前在建筑施工中所使用的塔机支撑结构，支撑横梁与墙体支座之间的支撑方式一般为：横梁一端与墙体支座采用固定铰支座支撑，另一端与墙体支座采用活动铰支座支撑。这种支撑方式可以分别将两根横梁都视为简支梁结构，可以忽略水平载荷对结构的影响，但可能使墙体受到较大的法向力作用，而法向力对墙体的破坏作用较大，影响墙体的强度和寿命。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种高层建筑核心筒顶部支撑塔机的二梁交叉支撑结构，它是在支撑横梁的两端与墙体支座之间全部采用活动铰支座的支撑方式，不仅可以降低墙体的受力，还可以避免墙体受法向力作用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种塔机支撑结构，包括两根结构相同的支撑横梁、墙体支座、支撑横梁与墙体支座之间的活动铰支座，其中一根支撑横梁CD为两段，安装在另一支撑横梁AB两侧，形成十字交叉结构，安装时，两支撑横梁的两端分别通过活动铰支座与墙体支座连接。
进一步,以支撑横梁AB为X轴方向，与支撑横梁AB垂直的方向为Y轴方向，支撑结构满足稳定性条件的表达式为：
f，p为支撑橫梁CD在x轴方向的最大弯矩，s为支撑橫梁CD在y轴方向的最大弯矩，Wx、Wy为构件在x轴和y轴方向的抗弯模量，Δ为安装塔机时支撑结构在交叉点O处的位移，[Δ]为受弯构件的许用挠度值。
进一步,所述的两根支撑横梁的上端面设有安装塔身主肢的马凳。
进一步,所述支撑横梁的端部采用矩形箱型截面，支撑横梁的中部是采用钢板焊接而成的H型截面，支撑横梁的端部高度小于横梁中部的高度，支撑横梁端部和中部高度差段呈线性变化截面，在支撑横梁高度变化处和马凳安装处设有加强板，防止支撑横梁发生局部失稳。
进一步,所述的两根支撑横梁的端部设有一对耳板Ⅰ，用于与活动铰支座连接，且在每对耳板Ⅰ之间设有一对加强板Ⅱ。
进一步,所述的活动铰支座是由两对椭圆板中间通过钢板Ⅰ焊接而成。
进一步,所述每对椭圆板是由两块椭圆形板通过两直边的钢板Ⅱ焊接而成；在每块椭圆形板上设有两个相同大小的销轴孔，分别与支撑横梁上的耳板Ⅰ、墙体支座上的耳板Ⅱ连接。
进一步,所述的墙体支座包括一对连接耳板Ⅱ、筋板Ⅳ、钢板Ⅳ、侧板和墙体预埋件，所述墙体预埋件是由两侧板一端连接钢板Ⅳ，在两侧板之间焊接圆钢，并在两侧板内浇注混凝土而成；在钢板Ⅳ另一端连接两耳板Ⅱ，两耳板Ⅱ的两侧设有一对筋板Ⅳ，两耳板Ⅱ之间连接一对钢板Ⅲ。
本发明的有益效果为：
1.本发明结构简单，降低了生产成本，方便运输。支撑横梁的两端与墙体支座之间的支撑方式全部采用活动铰支座，可以有效的解决法向力对墙体的作用。塔机在支撑结构上的安装位置可以根据建筑物的实际情况和塔机自身的需求进行调整，方便塔机作业。
2、本发明所述的支撑横梁采用钢板焊接而成的H型截面，使结构在施工过程中具有良好的稳定性，抗弯和抗扭刚度大。采用H型截面便于增加其它辅助结构，如板条、槽钢等，可有效的增强构件的整体刚度，延迟构件发生局部屈曲，提高构件的承载力。
3、本发明采用的支撑结构通过活动铰支座直接与墙体预埋件上的耳板连接，这两部分可以反复使用，有利于节约材料。
4、本发明支撑横梁的两端与墙体支座之间的支撑方式全部采用活动铰支座，这种支撑方式可以降低墙体的受力，避免墙体受法向力作用，对墙体起到保护作用。
5、本发明在保证墙体不受法向力时，通过横梁的抗弯刚度抵抗水平载荷和垂直载荷的作用，即结构满足强度条件和刚度条件时，结构的整体稳定性便可得到有效的保障。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图2的左视图。
图4为图1中A-A的剖视图。
图5为图1中支撑横梁交叉处的安装方式。
图6为图1中支撑横梁的放大图。
图7为图6的俯视图。
图8为图6的B-B剖视图。
图9为图6的C-C剖视图。
图10为图1中活动铰支座的放大图。
图11为图10中D-D的剖视图。
图12为图10中E-E的剖视图。
图13为图1中墙体支座的放大图。
图14为图13的左视图。
图15为支撑结构简图。
图16为本发明在载荷下的位移示意图。
图中：1.支撑横梁，2.活动铰支座，3.墙体支座，4.筋板Ⅰ，5.加强板Ⅰ，6.马凳，7.筋板Ⅱ，8.筋板Ⅲ，9.耳板Ⅰ，10.加强板Ⅱ，11.椭圆板，12.钢板Ⅰ，13.钢板Ⅱ，14.钢板Ⅲ，15.耳板Ⅱ，16.筋板Ⅳ，17.钢板Ⅳ，18.侧板，19.圆钢。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例：如图1所示，本发明一种二梁交叉支撑结构，包括两根结构相同的支撑横梁1、墙体支座3、支撑横梁与墙体支座3之间的活动铰支座2，其中一根支撑横梁CD为两段，安装在另一支撑横梁AB两侧，形成十字交叉结构，如图3所示，在两根支撑横梁的交叉处设有筋板Ⅰ4和加强板5，保障结构的稳定性；安装时，两支撑横梁的两端分别通过活动铰支座2与墙体支座3连接。该连接支撑方式可通过支撑横梁的抗弯刚度抵抗水平载荷和垂直载荷的作用，可以减小墙体的受力，避免墙体受法向力作用，其整体稳定性便可得到有效的保障。
如图15、图16所示，在支撑横梁AB、CD长度确定后，L1、L3的长度可根据建筑物的实际情况和塔机自身的需求进行调整，保证了塔机能在各个方位工作。本发明在保证墙体不受法向力时，通过横梁的抗弯刚度抵抗水平载荷和垂直载荷的作用，即结构满足强度条件和刚度条件时，结构的整体稳定性便可得到有效的保障。若结构的总体尺寸如图15所示，所受载荷如图16所示。横梁AB的长度为L1、L2，横梁CD的长度为L3、L4，塔身的宽度为L，h为活动铰支座的高度，横梁AB在x轴方向的刚度为EI1x，在y轴方向的刚度为EI1y；横梁CD在x轴方向的刚度为EI2x，在y轴方向的刚度为EI2y。本发明中以支撑横梁AB为X轴方向，与支撑横梁AB垂直的方向为Y轴方向，支撑结构满足稳定性条件的表达式为：
f，p为支撑橫梁CD在x轴方向的最大弯矩，s为支撑橫梁CD在y轴方向的最大弯矩，Wx、Wy为构件在x轴和y轴方向的抗弯模量，Δ为安装塔机时支撑结构在交叉点O处的位移，[Δ]为受弯构件的许用挠度值。
其中：
本例当支撑结构的尺寸为L1＝3200mm，L2＝4800mm，L3＝3500mm，L2＝4500mm，L＝1850mm，h＝220mm(h为活动铰支座的高度)。如图16所示，作用到支撑结构上的载荷U、V、T、F分别为125t、80t、25t和5t，横梁等截面的惯性矩I1＝620000cm4，[σ]＝256MPa，[Δ]＝8mm，横梁变截面处的惯性矩截面积A＝52000mm2时，经计算可得：
满足结构稳定性条件。
所述的两根支撑横梁1的上端面设有安装塔身主肢的马凳6。
如图5-图9所示，所述支撑横梁1的端部采用矩形箱型截面，支撑横梁1的中部是采用钢板焊接而成的H型截面，支撑横梁1的端部高度小于支撑横梁1中部的高度，支撑横梁端部和中部高度差段呈线性变化截面，在支撑横梁1高度变化处和马凳6安装处设有加强板5，防止支撑横梁1发生局部失稳。
如图6、图7所示，支撑横梁1的上端面设有马凳6与塔身主肢连接，在横梁马凳处的下方，上下翼缘板之间设有筋板Ⅱ7，横梁的变截面处设有筋板Ⅲ8来提高支撑横梁腹板的局部屈曲载荷。如图1、图3、图4所示，在支撑横梁的端部设有一对与活动铰支座2连接的耳板Ⅰ9，在所述耳板Ⅰ9之间设有一对加强板Ⅱ10。支撑横梁的端部截面和中间截面如图8、图9所示。
所述的活动铰支座2是由两对椭圆板中间通过钢板Ⅰ12焊接而成。所述每对椭圆板是由两块椭圆形板11通过两直边的钢板Ⅱ13焊接而成；在每块椭圆形板11上设有两个相同大小的销轴孔，销轴孔的内表面设有贴板，分别与支撑横梁上的耳板Ⅰ9、墙体支座3上的耳板Ⅱ15连接。
如图13、图14所示，所述的墙体支座3包括一对连接耳板Ⅱ15、筋板Ⅳ16、钢板Ⅳ17、侧板18和墙体预埋件，所述墙体预埋件是由两侧板18一端连接钢板Ⅳ17，在两侧板18之间焊接圆钢19；在钢板Ⅳ17另一端连接两耳板Ⅱ15，两耳板Ⅱ15的两侧设有一对筋板Ⅳ16，两耳板Ⅱ15之间连接一对钢板Ⅲ14。
支撑横梁1与墙体支座3通过活动铰支座2安装在一起，它允许结构在支撑处绕铰点转动和沿平行于支承平面的方向移动，保证墙体在该处不受到法向作用力。

Claims (5)

1.一种塔机支撑结构，其特征在于：包括两根结构不相同的支撑横梁、墙体支座、支撑横梁与墙体支座之间的活动铰支座，其中一根支撑横梁CD为两段，安装在另一支撑横梁AB两侧，形成十字交叉结构，安装时，两支撑横梁的两端分别通过活动铰支座与墙体支座连接；在两根支撑横梁的交叉处设有筋板Ⅰ和加强板Ⅰ,连接后的两支撑横梁的端部采用矩形箱型截面，支撑横梁的中部是采用钢板焊接而成的H型截面，支撑横梁的端部高度小于横梁中部的高度，支撑横梁端部和中部高度差段呈线性变化截面，所述的两根支撑横梁的上端面设有安装塔身主肢的马凳，在支撑横梁高度变化处和马凳安装处设有加强板，防止支撑横梁发生局部失稳；以支撑横梁AB为X轴方向，与支撑横梁AB垂直的方向为Y轴方向，支撑结构满足稳定性条件的表达式为：
f，p为支撑橫梁CD在x轴方向的最大弯矩，s为支撑橫梁CD在y轴方向的最大弯矩，Wx、Wy为构件在x轴和y轴方向的抗弯模量，Δ为安装塔机时支撑结构在交叉点O处的位移，[Δ]为受弯构件的许用挠度值。
2.根据权利要求1所述的塔机支撑结构，其特征在于：所述的两根支撑横梁的端部设有一对耳板Ⅰ，用于与活动铰支座连接，且在每对耳板Ⅰ之间设有一对加强板Ⅱ。
3.根据权利要求2所述的塔机支撑结构，其特征在于：所述的活动铰支座是由两对椭圆板中间通过钢板Ⅰ焊接而成。
4.根据权利要求3所述的塔机支撑结构，其特征在于：每对椭圆板是由两块椭圆形板通过两直边的钢板Ⅱ焊接而成；在每块椭圆形板上设有两个相同大小的销轴孔，分别与支撑横梁上的耳板Ⅰ、墙体支座上的耳板Ⅱ连接。
5.根据权利要求4所述的塔机支撑结构，其特征在于：所述的墙体支座包括一对连接耳板Ⅱ、筋板Ⅳ、钢板Ⅳ、侧板和墙体预埋件，所述墙体预埋件是由两侧板一端连接钢板Ⅳ，在两侧板之间焊接圆钢，并在两侧板内浇注混凝土而成；在钢板Ⅳ另一端连接两耳板Ⅱ，两耳板Ⅱ的两侧设有一对筋板Ⅳ，两耳板Ⅱ之间连接一对钢板Ⅲ。
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