阅读说明：本技术 一种带抗震功能的塔式起重机及其操作方式 (Tower crane with anti-seismic function and operation mode thereof ) 是由 林彗军 林蓝妤 范骑兵 沈燕斌 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种带抗震功能的塔式起重机,包括塔式起重机本体,所述塔式起重机本体包括塔身、塔顶、底座、吊臂以及平衡臂,所述塔身、塔顶、底座保持同一水平设置,所述塔身的侧面设有滑动装置,所述滑动装置不少于三处,且保持同一水平皆环绕所述塔身设置,所述底座表面设有滑动平台,所述滑动装置与所述滑动平台相互对应配合使用,且皆通过钢索活动连接,所述塔身由若干标准节组成,所述塔身的内部均匀设有阻尼装置,所述阻尼装置不少于二处,解决了传统塔式起重机缺少必要的抗震功能,在遇到比较强烈的地震,塔式起重机容易受到非常严重的损坏甚至坍塌发生意外的问题。(The invention provides a tower crane with an anti-seismic function, which comprises a tower crane body, wherein the tower crane body comprises a tower body, a tower top, a base, a suspension arm and a balance arm, the tower body, the tower top and the base are arranged in the same horizontal direction, the side surface of the tower body is provided with at least three sliding devices, and are arranged around the tower body in the same level, the surface of the base is provided with a sliding platform, the sliding device and the sliding platform are mutually matched for use, and are movably connected through a steel cable, the tower body is composed of a plurality of standard sections, damping devices are uniformly arranged inside the tower body, the damping device is not less than two, solves the problem that the traditional tower crane lacks necessary anti-seismic function, when a relatively strong earthquake is encountered, the tower crane is easily damaged seriously and even collapses unexpectedly.)

一种带抗震功能的塔式起重机及其操作方式

技术领域

本发明涉及建筑加工领域，具体涉及到一种带抗震功能的塔式起重机及其操作方式。

背景技术

塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备 又名“塔式起重机”，以一节一节的接长（高）（简称“标准节”），用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是工地上一种必不可少的设备，随着建筑技术的飞速发展，一个建筑工地往往会安设多台塔式起重机，而数量众多的设备又会存在一定的安全隐患。

地震是世界上最有破坏性的灾难之一，在地震的作用下不少建筑物以及大型机械都因此遭到损坏，造成财产的重大损失。而由于塔式起重机结构和外形的特殊性，在遇到比较强烈的地震，塔式起重机容易受到非常严重的损坏甚至坍塌发生意外，有的塔机会发生了起重臂上翘、起重臂折弯等过大的变形，造成设备的报废，而有的塔体结构的倒塌甚至会对建筑工地以及施工人员带来二次伤害，十分危险。当地震发生时，由于地震波的特性，纵波的传播速度比横波快，而横波的振幅比纵波大，横波是进行平行于地面的剪力作用，因此地震发生时，横波对于塔式起重机的伤害影响远远大于纵波，因此在对塔吊进行设计时就考虑结构的抗震性能，尤其是抗击横波的性能，那么就能最大会的降低地震对塔式起重机的破坏程度，从而增加塔式起重机的使用寿命，尽可能的防止意外的发生。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明提供一种带抗震功能的塔式起重机及其操作方式，解决了传统塔式起重机缺少必要的抗震功能，在遇到比较强烈的地震，塔式起重机容易受到非常严重的损坏甚至坍塌发生意外的问题。

（二）技术方案

为解决所述技术问题，本发明提供一种带抗震功能的塔式起重机，包括塔式起重机本体，所述塔式起重机本体包括塔身、塔顶、底座、吊臂以及平衡臂，所述塔身、塔顶、底座保持同一水平设置，所述塔身的侧面设有滑动装置，所述滑动装置不少于三处，且保持同一水平皆环绕所述塔身设置，所述底座表面设有滑动平台，所述滑动装置与所述滑动平台相互对应配合使用，且皆通过钢索活动连接，所述塔身由若干标准节组成，所述塔身的内部均匀设有阻尼装置，所述阻尼装置不少于二处。

进一步优选的，所述滑动装置包括传动滑槽、传动滑块以及传动连接架，所述传动连接架安装与所述塔身顶部三分之一部分处，且所述传动滑槽开设于所述传动连接架的表面，所述传动滑槽用于供所述传动滑槽的移动提供轨道。

进一步优选的，所述传动滑块侧边设有吊环，所述吊环固定连接所述钢索。

进一步优选的，所述传动滑块连接有传动电机，所述传动电机控制所述传动滑块在所述传动滑槽中移动。

进一步优选的，所述滑动平台表面设有若干的弹簧组和弹簧基座，所述弹簧基座固定在所述滑动平台，且所述弹簧基座的数量与所述钢索相同，所述弹簧组的一端连接所述弹簧基座，且水平方向皆朝向所述塔身。

进一步优选的，所述弹簧组的另一端连接设有滑轮组，所述滑轮组的末端连接钢索，所述弹簧组可用液压装置代替。

进一步优选的，所述阻尼装置沿水平方向横向设置在所述标准节的对角线位置处，相邻的所述阻尼装置保持垂直分布，且间距为4-6个标准节。

进一步优选的，所述阻尼装置包括连接杆、活动板、阻尼箱，且为兑成设计，所述阻尼箱的两端连接所述连接杆，所述连接杆用于固定所述阻尼装置在所述标准节的对角线处，所述连接杆指向阻尼箱内部的位置皆设有若干活动板，所述活动板平行排列均匀分布在所述阻尼箱内部，所述阻尼箱填充有粘性材料层，所述活动板竖直贯穿所述粘性材料层，所述粘性材料层的垂直方向设置铅芯层。

进一步优选的，所述粘性材料层为橡胶材质。

本发明还包括一种带抗震功能的塔式起重机的操作方式，包括

A、地震预警时，操作电机将传动滑块向下移动，直至推动传动滑槽的末端，此时钢索保持倾斜状态环绕塔身；

B、调节滑动平台，收紧弹簧组，使得所有钢索处于绷紧状态，防止塔身倾倒；

地震结束后，松开弹簧组，恢复传动滑块的位置，钢索保持竖直状态。

（三）有益效果

1.本发明采用了一种带抗震功能的塔式起重机及其操作方式，设置在塔身的滑动装置，可以根据地震情况，调节传动杆滑动的位置，操作电机将传动滑块向下移动，直至推动传动滑槽的末端，利用钢索保证塔身的稳定性。

2.在底座下方设有与滑动装置配合使用的滑动平台，利用多个弹簧组的拉力对钢索进行缓冲，同时设置滑轮组来匹配钢索的长度且降低钢索的负荷，防止钢索断裂。

3.在塔身的固定间距中设置阻尼装置，减缓标准节钢梁的形变，防止产生共振现象，也为灾后的休息工作提供参照。

附图说明

图1为塔式起重机本体的结构示意图；

图2为滑动装置的结构示意图；

图3为滑动平台的结构示意图；

图4为滑轮组的结构示意图；

图5为标准节的结构示意图；

图6为阻尼装置的结构示意图；

其中：1、塔式起重机本体；10、塔身；20、底座；30、吊臂；40、平衡臂；50、塔顶；100、滑动装置；110、传动滑槽；120、传动滑块；130、传动连接架；140、标准节；150、吊环；160、传动电机；200、滑动平台；210、弹簧组；220、弹簧基座；230、滑轮组； 240、控制台；300、阻尼装置；310、连接杆；320、活动板；330、阻尼箱；340、粘性材料层；350、铅芯层；400、钢索。

具体实施方式

下面结合实施例和附图1-6，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供了本发明提供一种带抗震功能的塔式起重机，包括塔式起重机本体1，所述塔式起重机本体1包括塔身10、塔顶50、底座20、吊臂30以及平衡臂40，所述塔身10、塔顶50、底座20保持同一水平设置，所述塔身10的侧面设有滑动装置100，所述滑动装置100不少于三处，且保持同一水平皆环绕所述塔身10设置，所述底座20表面设有滑动平台200，所述滑动装置100与所述滑动平台200相互对应配合使用，且皆通过钢索400活动连接，所述塔身10由若干标准节140组成，所述塔身10的内部均匀设有阻尼装置300，所述阻尼装置300不少于二处。

具体的，如图2所示，所述滑动装置100包括传动滑槽110、传动滑块120以及传动连接架130，所述传动连接架130安装与所述塔身10顶部三分之一部分处，且所述传动滑槽110开设于所述传动连接架130的表面，所述传动滑槽110用于供所述传动滑槽110的移动提供轨道，三分之一处可以保证在塔身10重心的稳定下，尽可能的降低钢索400的符合，当所述滑动装置100设置过高时，所述钢索400用力较大容易断裂，需要增加更多的滑动装置100匹配钢索400，增加塔式起重机本体1的重量以及材料成本，若所述滑动装置100设置过低，无法满足降低塔身10晃动的效果，失去抗震功能。

具体的，所述传动滑块120的侧边焊接设有吊环150，所述吊环150主要用于绑定连接所述钢索400。400

具体的，所述传动滑块120连接有传动电机160，所述传动电机160用于控制所述传动滑块120在所述传动滑槽110中移动，所述塔身10上方的操作室和所述底座上设有控制台240，所述控制台 240用于远程操作所述传动电机160的启停，使得无论是塔顶的工作人员还是地面的工作人员，在地震来临之时都也可以及时操作控制台 240，方便应急开启。

具体的，如图3所示所述滑动平台200表面设有弹簧组210和弹簧基座220，每个所述弹簧基座220于三个所述弹簧组210配合连接，所述弹簧基座220焊接固定在所述滑动平台200，且所述弹簧基座220的数量与所述钢索400相同，所述弹簧组210的一端连接所述弹簧基座220，且水平方向皆朝向所述塔身10，多个弹簧组210的设计可以保证滑动平台200的缓冲作用，防止剧烈的摇晃影响塔身10的稳定。

具体的，如图4所示，所述弹簧组210的另一端连接设有滑轮组230，所述滑动组为省力滑轮组230，一方面能够有效减少钢索400的负荷，防止断裂，另一方面也用于在所述传动滑动移动，为配合其伸缩来控制钢索400的长短，所述滑轮组230的末端连接钢索400，所述弹簧组210可用液压装置代替，皆用于滑动平台200的缓冲作用。

其中，所述滑动平台200上还设有控制台 240，控制台 240可以控制传动电机160的启动，方便塔吊工作室无人时，地面上的其他工作人员也可以操作传动滑块120的运动，避免危险发生。

具体的，如图5所示，所述阻尼装置300沿水平方向横向设置在所述标准节140的对角线位置处，相邻的所述阻尼装置300保持垂直分布，且间距为4-6个标准节140，所述标准节140设计为一般塔吊的规格，单节2.4米。如图4所示，所示阻尼装置300的交叉错位分布可以保证标准节140的前后左右皆受力均匀，最大程度上减缓校准节上钢梁的形变，且在阻尼装置300上设有标注刻度，方便工作人员在灾后根据阻尼装置300的刻度偏差来判断标准节140的形变情况，提升后续的修复工作的效率。

具体的，如图6所示，所述阻尼装置300包括连接杆310、活动板320、阻尼箱330，且为对称设计，所述阻尼箱330的两端连接所述连接杆310，所述连接杆310用于固定所述阻尼装置300在所述标准节140的对角线处，所述连接杆310指向阻尼箱330内部的位置皆设有若干活动板320，所述活动板320平行排列均匀分布在所述阻尼箱330内部，所述阻尼箱330填充有粘性材料层340，所述活动板320竖直贯穿所述粘性材料层340，所述粘性材料层340的垂直方向设置铅芯层350，柔性的粘性材料层340和刚性的铅芯层350保证了装置的缓冲作用，且有效防止塔身10结构的自振周期相同，发生共振现象，造成二次伤害。

其中，所述粘性材料层340为橡胶材质。

具体的，地震预警时，操作控制台240或者滑动平台200的电机将传动滑块120向下移动，直至推动传动滑槽110的末端，此时钢索400保持环绕塔身10，且从钢索400竖立垂直状态转化成倾斜状态；

具体的，通过调节滑动平台200，收紧弹簧组210内的钢索400，使得所有钢索400缩短到处于绷紧状态，塔身100四周均匀承受多段钢索的拉力，防止塔身10倾倒；

具体的，地震结束后，松开弹簧组210，恢复传动滑块120的位置，钢索400保持竖直状态。

本专利通过谱分析法对普通的塔式起重机和改良的塔式起重机进行有限元模型进行地震响应分析。该方法是模态分析的扩展，用于计算某种建筑结构对于地震等其他运动的响应情况。承受地志或其它不稳定载荷的结构或部件设计时要用到谱分析。

本专利使用的有限元软件为SAP2000，用于地震作用下的分析，用于分析对照实验普通塔式起重机模型采用的是型号为QTZ63的塔式起重机的数据，每隔十米设有一节点分别进行单一节点的模型分析。

通过本文以上内容分析，得出结论如下：

(1) 在地震作用下，振型分解反应谱法在理论上模拟地震效果较为精确。

(2) 通过对框架结构和框架-核心筒结构分析，用振型分解反应谱法得出，在地震作用下，普通塔式起重机的底部轴力比改良后的塔式起重机要大30%-40%，偏于不安全。

(3) 在竖向地震作用下，普通塔式起重机在竖向方向上的错动存在着较大的不能忽视的剪力和弯矩。

(4) 对于钢梁结构，当梁的自振周期和柱的自振周期相近时，钢梁就会出现共振现象，产生巨大的位移和弯矩。因此在塔式起重机的结构设计中，要避免产生这种共振现象。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。