CN111079259B - 确定塔机头部载荷的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种确定塔机头部载荷的方法及设备。其中，所述方法包括：获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷。本发明实施例提供的确定塔机头部载荷的方法及设备，可以获取精确可靠的塔机头部载荷数据，同时减少方案制定的时间成本。

Description

确定塔机头部载荷的方法及设备

技术领域

本发明实施例涉及塔式起重机技术领域，尤其涉及一种确定塔机头部载荷的方法及设备。

背景技术

当前，国内市场上塔式起重机(以下简称：塔机)由于缺少塔机的头部荷载数据，当塔机使用环境与说明书不一致时，用户需向厂家技术咨询，增加了用户制定方案的时间成本，且现有的施工软件在塔机安全计算时，也需要载入塔机的头部荷载。因此，开发一种确定塔机头部载荷的方法，可以在获取精确可靠的塔机头部载荷数据的同时减少方案制定的时间成本，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种确定塔机头部载荷的方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种确定塔机头部载荷的方法，包括：获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述塔机基础节数据信息，包括：基础节重量、基础节高度、基础节单根主弦杆规格、基础节主弦杆中心距、基础节横截面惯性矩、基础节横截面积及标准节斜腹杆横截面积。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述标准节的数据信息，包括：标准节重量、标准节高度、标准节单根主弦杆规格、标准主弦杆中心距、标准节横截面惯性矩、标准节横截面积及标准节斜腹杆横截面积。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力，包括：

F＝F_基础-q×(h₁+n×h₂+h₃)

其中，F_基础为基础水平力；F为塔机头部水平力；q为风载；n为标准节数量；h₁为基础节高度；h₂为标准节高度；h₃为预埋支腿的高度。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部垂直力，包括：

V＝V_基础-g×(m₁+n×m₂)

其中，V为塔机头部垂直力；V_基础为基础垂直力；g为重力加速度；m₁为基础节重量；n为标准节数量；m₂为标准节重量。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部扭矩，包括：

T＝T_基础

其中，T为塔机头部扭矩；T_基础为基础扭矩。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷，包括：

M_非线性＝N×Δ_x

其中，M_基础为基础弯矩；M为塔机头部载荷；H为塔机高度；N为基础以上的垂直力；N_E为欧拉临界荷载；Δ_m为起重臂臂根连接处的线性水平位移；Δ_x为起重臂臂根连接处的非线性水平位移；I₁为基础节横截面惯性矩；E为钢的弹性模量；A₁为基础节横截面面积；λ为塔身截面长细比；λ_h为塔身换算长细比；A_R为标准节斜腹杆横截面积；μ₂为变截面构件的长度系数；I₂为标准节横截面惯性矩；b为横截面内斜腹杆数量。

第二方面，本发明的实施例提供了一种确定塔机头部载荷的装置，包括：

数据信息获取模块，用于获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；

中间数据获取模块，用于根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；

头部载荷获取模块，用于根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷。

第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的确定塔机头部载荷的方法。

第四方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的确定塔机头部载荷的方法。

本发明实施例提供的确定塔机头部载荷的方法及设备，通过塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩相关信息，并进一步获取塔机头部载荷，可以获取精确可靠的塔机头部载荷数据，同时减少方案制定的时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的确定塔机头部载荷的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的确定塔机头部载荷的装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提供了一种确定塔机头部载荷的方法，参见图1，该方法包括：

101、获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；

102、根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；

103、根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述塔机基础节数据信息，包括：基础节重量、基础节高度、基础节单根主弦杆规格、基础节主弦杆中心距、基础节横截面惯性矩、基础节横截面积及标准节斜腹杆横截面积。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述标准节的数据信息，包括：标准节重量、标准节高度、标准节单根主弦杆规格、标准主弦杆中心距、标准节横截面惯性矩、标准节横截面积及标准节斜腹杆横截面积。

具体地，基础节重量、基础节高度、基础节单根主弦杆规格、基础节主弦杆中心距、标准节重量、标准节高度、标准节单根主弦杆规格、标准主弦杆中心距、标准节斜腹杆横截面积，均可在塔机使用说明书中获得，也可以通过现场测量、咨询厂家来获得。另外由于基础节的斜腹杆强度不低于标准节的斜腹杆，为便于减少计算量，塔身斜腹杆可以统一采用标准节斜腹杆规格(具体即为标准节斜腹杆横截面积)，结果也偏安全。在获得了这些信息后，可以求得基础节横截面惯性矩、基础节横截面积、标准节横截面惯性矩、标准节横截面积、标准节斜腹杆横截面积。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力，包括：

F＝F_基础-q×(h₁+n×h₂+h₃)

其中，F_基础为基础水平力，单位为牛顿；F为塔机头部水平力，单位为牛顿；q为风载，单位为吨/米；n为标准节数量；h₁为基础节高度，单位为米；h₂为标准节高度，单位为米；h₃为预埋支腿的高度，单位为米。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部垂直力，包括：

V＝V_基础-g×(m₁+n×m₂)

其中，V为塔机头部垂直力，单位为牛顿；V_基础为基础垂直力，单位为牛顿；g为重力加速度，单位为米每二次方秒；m₁为基础节重量，单位为千克；n为标准节数量；m₂为标准节重量，单位为千克。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部扭矩，包括：

T＝T_基础

其中，T为塔机头部扭矩，单位为牛米；T_基础为基础扭矩，单位为牛米。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的方法，所述根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷，包括：

M_非线性＝N×Δ_x

其中，M_基础为基础弯矩，单位为牛米；M为塔机头部载荷，单位为牛米；H为塔机高度，单位为米；N为基础以上的垂直力，单位为牛顿；N_E为欧拉临界荷载，单位为牛顿；Δ_m为起重臂臂根连接处的线性水平位移，单位为米；Δ_x为起重臂臂根连接处的非线性水平位移，单位为米；I₁为基础节横截面惯性矩，单位为四次方米；E为钢的弹性模量，单位为兆帕；A₁为基础节横截面面积，单位为平方米；λ为塔身截面长细比，无量纲；λ_h为塔身换算长细比，无量纲；A_R为标准节斜腹杆横截面积，单位为平方米；μ₂为变截面构件的长度系数，无量纲，且等截面时为1；I₂为标准节横截面惯性矩，单位为四次方米；b为横截面内斜腹杆数量。

本发明实施例提供的确定塔机头部载荷的方法，通过塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩相关信息，并进一步获取塔机头部载荷，可以获取精确可靠的塔机头部载荷数据，同时减少方案制定的时间成本。

该确定塔机头部载荷的方法考虑了荷载产生二次弯矩影响，可靠度及精度均较高。便于用户借助于相关软件对塔机的施工安全进行计算。当用户塔机环境与使用说明书不符时，用户可根据实际情况制定初步方案，再向我司确认方案是否安全可靠，可减少用户制定方案的时间成本。

本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中，可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况，在上述各实施例的基础上，本发明的实施例提供了一种确定塔机头部载荷的装置，该装置用于执行上述方法实施例中的确定塔机头部载荷的方法。参见图2，该装置包括：

数据信息获取模块201，用于获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；

中间数据获取模块202，用于根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；

头部载荷获取模块203，用于根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷。

本发明实施例提供的确定塔机头部载荷的装置，采用数据信息获取模块、中间数据获取模块和中间数据获取模块，通过塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩相关信息，并进一步获取塔机头部载荷，可以获取精确可靠的塔机头部载荷数据，同时减少方案制定的时间成本。

需要说明的是，本发明提供的装置实施例中的装置，除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外，还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法，区别仅仅在于设置相应的功能模块，其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同，只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上，参考其他方法实施例中的具体技术方案，通过组合技术特征获得相应的技术手段，以及由这些技术手段构成的技术方案，在保证技术方案具备实用性的前提下，就可以对上述装置实施例中的装置进行改进，从而得到相应的装置类实施例，用于实现其他方法类实施例中的方法。例如：

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的装置，还包括：塔机基础节数据信息获取模块，用于获取基础节重量、基础节高度、基础节单根主弦杆规格、基础节主弦杆中心距、基础节横截面惯性矩、基础节横截面积及标准节斜腹杆横截面积。

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的确定塔机头部载荷的装置，还包括：塔机标准节数据信息获取模块，用于获取标准节重量、标准节高度、标准节单根主弦杆规格、标准主弦杆中心距、标准节横截面惯性矩、标准节横截面积及标准节斜腹杆横截面积。

本发明实施例的方法是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图3所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)304、至少一个存储器(memory)302和通信总线303，其中，至少一个处理器301，通信接口304，至少一个存储器302通过通信总线303完成相互间的通信。至少一个处理器301可以调用至少一个存储器302中的逻辑指令，以执行如下方法：获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷。

此外，上述的至少一个存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。例如包括：获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种确定塔机头部载荷的方法，其特征在于，包括：

获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；

根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；

根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷；

所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力，包括：

其中，F_基础为基础水平力；F为塔机头部水平力；q为风载；n为标准节数量；h₁为基础节高度；h₂为标准节高度；h₃为预埋支腿的高度；

所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部垂直力，包括：

其中，V为塔机头部垂直力；V_基础为基础垂直力；g为重力加速度；m₁为基础节重量；n为标准节数量；m₂为标准节重量；

所述根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷，包括：

其中，M_基础为基础弯矩；M为塔机头部载荷；H为塔机高度；N为基础以上的垂直力；N_E为欧拉临界荷载；

为起重臂臂根连接处的线性水平位移；/>

为起重臂臂根连接处的非线性水平位移；I₁为基础节横截面惯性矩；E为钢的弹性模量；A₁为基础节横截面面积；/>

为塔身截面长细比；/>

为塔身换算长细比；A_R为标准节斜腹杆横截面积；/>

为变截面构件的长度系数；I₂为标准节横截面惯性矩；b为横截面内斜腹杆数量。

2.根据权利要求1所述的确定塔机头部载荷的方法，其特征在于，所述塔机基础节数据信息，包括：

基础节重量、基础节高度、基础节单根主弦杆规格、基础节主弦杆中心距、基础节横截面惯性矩、基础节横截面积及标准节斜腹杆横截面积。

3.根据权利要求2所述的确定塔机头部载荷的方法，其特征在于，所述标准节的数据信息，包括：

标准节重量、标准节高度、标准节单根主弦杆规格、标准主弦杆中心距、标准节横截面惯性矩、标准节横截面积及标准节斜腹杆横截面积。

4.根据权利要求3所述的确定塔机头部载荷的方法，其特征在于，所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部扭矩，包括：

T=T_基础

其中，T为塔机头部扭矩；T_基础为基础扭矩。

5.一种确定塔机头部载荷的装置，其特征在于，包括：

数据信息获取模块，用于获取塔机基础节数据信息和标准节的数据信息；

中间数据获取模块，用于根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部扭矩；

头部载荷获取模块，用于根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷；

其中，所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部水平力，包括：

其中，F_基础为基础水平力；F为塔机头部水平力；q为风载；n为标准节数量；h₁为基础节高度；h₂为标准节高度；h₃为预埋支腿的高度；

所述根据所述塔机基础节数据信息和标准节的数据信息，得到塔机头部垂直力，包括：

其中，V为塔机头部垂直力；V_基础为基础垂直力；g为重力加速度；m₁为基础节重量；n为标准节数量；m₂为标准节重量；

所述根据所述塔机头部水平力、塔机头部垂直力及塔机头部基础弯矩，得到塔机头部载荷，包括：

其中，M_基础为基础弯矩；M为塔机头部载荷；H为塔机高度；N为基础以上的垂直力；N_E为欧拉临界荷载；

为起重臂臂根连接处的线性水平位移；/>

为起重臂臂根连接处的非线性水平位移；I₁为基础节横截面惯性矩；E为钢的弹性模量；A₁为基础节横截面面积；/>

为塔身截面长细比；/>

为塔身换算长细比；A_R为标准节斜腹杆横截面积；/>

为变截面构件的长度系数；I₂为标准节横截面惯性矩；b为横截面内斜腹杆数量。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，

所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行如权利要求1至4任一项权利要求所述的方法。

7.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至4中任一项权利要求所述的方法。

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