下挂型格构式塔吊支撑平台的制作方法

本发明涉及塔吊技术领域，特别是涉及一种下挂型格构式塔吊支撑平台。

背景技术：

随着建筑设计的日益发展，桁架、网架以及网壳等空间结构越来越多的应用在会展中心、展览馆、高铁站等大型公建屋面结构中。屋面空间结构的主要施工方法包括空中散拼、分片吊装、提升等，无论采用何种施工方法均需要设置支撑架或者提升架用于结构的支顶或提升，目前施工中使用的支撑架或提升架大多都是格构式架体。

而在现有技术中，更多的是通过在塔吊的下方设置基础平台用来下支撑式称重，而在不同重量的塔吊之间则通过增减基础平台的横截面积和格构式主臂的数量及截面积来确保承载能力，但是这样的平台对于重量大、层数高的塔吊来说并非是很有效的支撑结构，同时其可拆卸运输的能力大大下降，因此，亟需研发一种具有高承载能力且可可拆卸运输的支撑平台，并改变其传统支撑力方向，以形成多个方向上增加刚性的支撑平台。

技术实现要素：

为了解决现有问题，本发明采用下挂型的格构式基础，以及配合桁架的平面支撑和斜向拉杆的体系，形成即可拆卸又提供高稳定性的支撑平台。

为实现上述目的，本发明提供一种下挂型格构式塔吊支撑平台，包括至少两条纵向组件和两条横向组件，纵向组件和横向组件互连形成水平设置的矩形支撑单元，矩形支撑单元内设置有支撑横杆，支撑横杆用于支撑塔吊；且每条横向组件的第一端用于连接附墙，第二端的侧表面设置有第一水平斜杆与附墙连接，其中，两条横向组件的上表面均设置有第一上拉斜杆，第一上拉斜杆用于与附墙连接，第一上拉斜杆、横向组件及附墙形成三角稳定结构。

作为优选，纵向组件和横向组件通过销轴固定连接；第一水平斜杆和第一上拉斜杆均与横向组件销轴固定连接。

作为优选，纵向组件和横向组件均为柱形平行弦杆桁架。

作为优选，支撑横杆的两端分别连接在两条纵向组件上，支撑横杆和纵向组件限定出多个矩形区域。

作为优选，包括有两根支撑横杆，支撑横杆与矩形支撑单元形成轴对称结构，支撑横杆用于承载塔吊。

作为优选，支撑横杆为平行弦杆桁架。

作为优选，横向组件的上表面还连接有第二上拉斜杆，第二上拉斜杆与第一上拉斜杆平行设置。

作为优选，第二上拉斜杆的一端连接于横向组件的中点靠近附墙的一侧。

作为优选，第一条纵向组件的两端连接两条横向组件的端部，第二条纵向组件的两端连接于两条横向组件的侧面，第二条纵向组件与附墙之间设有间隔。

作为优选，还包括附加横杆，附加横杆与横向组件、第一上拉斜杆和第二上拉斜杆的端部水平连接，且附加横杆连接于附墙和支撑墙之间。

本发明的有益效果是：本发明提供一种下挂型格构式塔吊支撑平台，包括至少两条纵向组件和两条横向组件，纵向组件和横向组件互连形成水平设置的矩形支撑单元，矩形支撑单元内设置有支撑横杆，支撑横杆用于支撑塔吊；且每条横向组件的第一端用于连接附墙，第二端的侧表面设置有第一水平斜杆与附墙连接，其中，两条横向组件的上表面均设置有第一上拉斜杆，第一上拉斜杆用于与附墙连接，第一上拉斜杆、横向组件及附墙形成三角稳定结构；整体采用了格构式桁架为主肢机构，在增加了结构的刚性和强度的同时减轻了基础平台自身的重量，同时采用了销轴连接的方式便于组装和拆卸运输，并且其支撑力即提供下支撑力，又附有上拉斜杆提供拉力形成受力稳定结构。

附图说明

图1为本发明的受力分析图；

图2为本发明的俯视分析图；

图3为本发明模拟有限元分析图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的装配后的立体结构图。

图6为本发明的侧视图；

图7为本发明的立体结构图。

主要元件符号说明如下：

1、纵向组件；

2、横向组件；21、第一水平斜杆；22、第一上拉斜杆；23、第二上拉斜杆；

3、支撑横杆；

4、附墙；41、支撑墙；

5、附加横杆；

6、塔吊；

fk：垂直力；fvk：水平力；mk：弯矩；tk：扭矩。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本发明更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。

本发明提供一种下挂型格构式塔吊支撑平台，请参阅图4-图7；包括至少两条纵向组件1和两条横向组件2，纵向组件1和横向组件2互连形成水平设置的矩形支撑单元，矩形支撑单元内设置有支撑横杆3，支撑横杆3用于支撑塔吊6；且每条横向组件2的第一端用于连接附墙4，第二端的侧表面设置有第一水平斜杆21与附墙连接，其中，两条横向组件的上表面均设置有第一上拉斜杆22，第一上拉斜杆22用于与附墙连接，第一上拉斜杆、横向组件及附墙形成三角稳定结构。该结构与传统的平台下支撑不同，不仅有竖直方向的上支撑力，还通过水平斜杆和上拉斜杆的反拉力形成更加稳定的支撑结构。

在本实施例中，纵向组件1和横向组件2通过销轴固定连接；第一水平斜杆21和第一上拉斜杆22均与横向组件销轴固定连接。纵向组件1和横向组件2均为柱形平行弦杆桁架。通过两个纵向组件和横向组件互联能够形成横向刚性非常高的平面支撑结构，而同时采用了平行弦杆桁架使其各个承载纵向组件和横向组件都受力均匀，同时形成不可分割的承载力平台；在纵向组件和横向组件所限定出的平面中都有比较高的内在刚性，再采用水平斜杆和上拉斜杆赋予其三维承载结构，让单一的竖直方向受力分解成了具有上拉受力的结构，保证了整体的刚性和轻量化的构造组件。

在本实施例中，支撑横杆的两端分别连接在两条纵向组件上，支撑横杆和纵向组件限定出多个矩形区域。形成多个可受力的矩形格构式单元，保证所有的横向组件和纵向组件都在发挥主肢支撑作用。作为优选，包括有两根支撑横杆，支撑横杆与矩形支撑单元形成轴对称结构，支撑横杆用于承载塔吊。形成更加稳定的支撑结构平面；更为具体的，支撑横杆为平行弦杆桁架。

在本实施例中，横向组件2的上表面还连接有第二上拉斜杆23，第二上拉斜杆23与第一上拉斜杆22平行设置。多根不同位置的上拉斜杆形成三角稳定结构，以均分水平的矩形承载面的支撑力，形成拉力，保证整体结构的刚性。

更为优选的，第二上拉斜杆的一端连接于横向组件的中点靠近附墙的一侧。第一条纵向组件的两端连接两条横向组件的端部，第二条纵向组件的两端连接于两条横向组件的侧面，第二条纵向组件与附墙之间设有间隔。第二条纵向组件不贴附墙的设计是减少第二条纵向组件的应力集中情况，使得多根主肢能够更加均匀的承受支撑力。还包括附加横杆5，附加横杆5与横向组件、第一上拉斜杆和第二上拉斜杆的端部水平连接，且附加横杆5连接于附墙4和支撑墙41之间。

受力分析

根据上述的方案进行搭建受力模拟；

一、计算依据:gb/t13752-2017《塔式起重机设计规范》

二、经过初步分析，当塔机在使用临时附着时，因为第一道附着距离很短，对于附着和基础梁具有较大的弯矩和水平力，按照本工况进行计算；具体安装高度为：塔机共安装6节标准节(18m)，附着在5.2m处；

三、本机工作地点在广州市；按照《广东省建筑起重机械防御台风安全技术指引》，属重点防御区，基本风压600pa，计算风压600x1.4＝840pa；

四、本机安装于基准高度118.2m，以本基准高度计算高度系数并作为非工作状态的风载荷计算依据；

五、基础载荷

经过计算，塔机对基础的垂直力和对附着框架处的水平力、弯矩、扭矩的受力分析参见图1，数值分析见表1：

表1

六、计算一道附着情况下，附着框和基础梁受力

6.1、工作状态塔身均布风载荷：0.49kn/m

6.2、非工作状态塔身均布风载荷：2.85kn/m

6.3、利用力矩分配法计算的附着框和基础梁载荷如下表2：

表2

从表格数据来看，仅需要计算工作状态即可。

七、工作状态，基础梁强度计算

7.1、计算方法：采用线单元有限元模型计算；将方管拼成的方梁简化为一根梁；本计算省略了墙根部的短斜拉杆，计算偏于保守；

7.2、将弯矩和水平力分解到塔身的四处主弦角钢上，替代6.3项表格的载荷；

并按照弯矩/水平力的方向与基础梁呈0度、45度、90、135度、180度分别计算，在计算模型上按照1～5工况区分见图2和表3；

表3

表中：1)，“-”，负值表示拉力；正值表示压力

2)，水平力方向沿弯矩方向。

7.4、添加边界条件(仅0度角工况，其他工况省略)的计算模型以及各个杆件对应的id号如图3。

7.5、有限元计算结果如表4；

表4

7.6、计算结果：

7.6.1、整个结构的最大正应力出现在2号线的第四工况，最大正应力92.5mpa。

7.6.2、整个结构的最大负应力出现在2号线的第四工况，最大负应力-91.5mpa；因为构件尺寸相对于截面外形尺寸较短，故可以忽略压杆的稳定性计算。

7.6.3、主弦材质均为q345b，屈服极限бs＝345mpa；最小安全系数n＝345/92.5＝3.73，大于国标13752规定的1.34，基础梁强度计算通过。

八、建筑物载荷：

8.1、主梁(单处)与建筑物连接：

最大压力：396.7kn

最大拉力：154.9kn

水平方向弯矩：150kn.m

垂直方向弯矩：391kn.m

8.2、水平面斜撑杆(载荷沿轴向)

最大拉/压力：131.1kn

8.3、斜拉杆(载荷沿轴向)

最大拉力：451.6kn

最大压力：163.4kn。

本发明的技术效果有：

1、改进了传统的仅有竖直方向支撑力的承载体系，通过格构式桁架及斜杆构件实现多方向分解支撑力，保证整体结构的刚度；

2、主肢均采用可拆卸式销轴连接，保证了安装易用性和方便运输性。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。