塔式起重機鋼結(jié)構(gòu)可靠性研究.pdf

1、塔機具有工作效率高、回轉(zhuǎn)半徑大和起升高度較高的特點,在工業(yè)和民用建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,已成為建筑行業(yè)必不可少的施工設(shè)備。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國各建筑施工單位使用的塔機中有相當(dāng)數(shù)量是二十世紀(jì)六十、七十年代設(shè)計、生產(chǎn)的應(yīng)屬于淘汰的機型,而且這些塔機服役時間已經(jīng)很長,部分已達(dá)20～30年,隨著使用時間的延長,塔機必然存在安全隱患,由此可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此這些還在服役的老舊塔機能否繼續(xù)安全服役以及還能安全可靠服役多長時間,已成為塔機使用單

2、位和主管部門十分關(guān)注的一個問題。如果把還能繼續(xù)安全使用的塔機強制報廢,不僅會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且會給國家造成嚴(yán)重的資源浪費,但是讓不能繼續(xù)安全服役的塔機繼續(xù)工作,就會給企業(yè)職工人身安全帶來嚴(yán)重的隱患,甚至造成機毀人亡的慘劇。由于我國目前還沒有統(tǒng)一的塔機使用報廢年限和塔機鋼結(jié)構(gòu)件可靠性預(yù)測標(biāo)準(zhǔn),因此研究這類老舊塔機繼續(xù)工作的可靠性顯得十分迫切重要。本文正是在這樣的背景下,研究了塔機鋼結(jié)構(gòu)在使用一定年限后,繼續(xù)使用的可靠性,并根據(jù)

3、可靠性來判斷該塔機是否還能安全地工作,從而為行業(yè)主管部門判斷塔機報廢提供理論支持。根據(jù)結(jié)構(gòu)可靠性相關(guān)理論,結(jié)合塔機鋼結(jié)構(gòu)的實際情況,本文開展了以下研究工作。①根據(jù)結(jié)構(gòu)可靠性應(yīng)力—強度干涉模型,即只有在結(jié)構(gòu)強度大于作用在其上的應(yīng)力時,結(jié)構(gòu)才能安全工作的原理,結(jié)合塔機鋼結(jié)構(gòu)工作時受到交變載荷作用以及鋼結(jié)構(gòu)材料強度隨服役時間增加而衰減的特點,推導(dǎo)了適用于塔機鋼結(jié)構(gòu)可靠性計算的數(shù)學(xué)模型。②根據(jù)塔機工作時,載荷變化不定的實際情況,參照GB/T17

4、806-1999定義了塔機的一個工作循環(huán),該工作循環(huán)基本包含了塔機實際工作過程中的各種起升工況,模擬塔機在實際工作過程中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力,并根據(jù)塔機的一個典型工作循環(huán)推導(dǎo)了工作過程中各個階段作用在塔機吊臂上的外載荷,為進(jìn)行吊臂的應(yīng)力—時間歷程有限元分析奠定了基礎(chǔ)。③在有限元軟件ANSYS中建立QTZ25塔機吊臂的模型,對加載情況下的吊臂,進(jìn)行了動態(tài)分析,得到了吊臂鋼結(jié)構(gòu)在工作過程中的應(yīng)力—時間歷程,確定吊臂工作時的危險截面。通過雨流計數(shù)法統(tǒng)