一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备与流程

1.本发明涉及塔式起重机技术领域，具体涉及一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备。


背景技术：

2.超高层施工中，塔式起重机是重要的垂直运输设备，结构核心筒内部空间不足时，需要将塔式起重机布置于核心筒外侧，采用外挂的方式安装于结构外墙(如图1)，外挂支架(如图2)则是连接塔式起重机与墙体的重要部件。外挂支架与墙体连接处的节点反力是设计支架和校核结构墙体安全性的关键参数，其设计流程如图3所示。
3.我国现行的起重机规范中，尚未对塔式起重机外挂支架的设计做明确规定。《gb/t 13752-2017塔式起重机设计规范》中4.6.4条只有“应根据具体支承方案确定简化力学模型”的描述。针对不同的工程项目，塔式起重机的外挂支架都需要根据具体的情况进行设计，经过多年的发展，外挂支架的设计框架已经趋于成熟，但是由于缺乏有效的实用计算方法，工程人员无法科学快速的获取外挂支架的节点反力，影响外挂支架的设计和墙体校核的工作效率。
4.目前，塔式起重机外挂支架节点反力的计算主要依靠商业结构计算软件，使用软件建模，计算过程较为繁琐，对人员专业技术要求高，且需要软件的商业授权，成本较大。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备。
6.为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，包括：
7.获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；
8.根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，所述角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的x轴的夹角，其取值范围为0
°‑
360
°
；
9.根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力-角度θ曲线并呈现。
10.进一步的，所述外挂支架包括两个平行于y轴方向且呈水平间隔设置的主梁，所述y轴垂直于结构外墙，所述主梁的内端固定在结构外墙上，所述主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜杆，所述主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，所述节点包括分别位于两个主梁内端的节点a和节点b、位于两个水平斜杆内端的节点c和节点d以及位于两个竖向斜杆内端的节点e和节点f。
11.进一步的，所述各节点反力计算函数具体如下：
12.节点a：
[0013][0014]
节点b：
[0015][0016]
节点c：
[0017][0018]
节点d：
[0019][0020]
节点e：
[0021][0022]
节点f：
[0023][0024]
其中，r
ax
，r
ay
，r
az
分别为外挂支架节点a处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n，所述z轴纵向平行于结构外墙；
[0025]rbx
，r
by
，r
bz
分别为外挂支架节点b处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0026]rcx
，r
cy
，r
cz
分别为外挂支架节点c处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0027]rdx
，r
dy
，r
dz
分别为外挂支架节点d处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0028]rex
，r
ey
，r
ez
分别为外挂支架节点e处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0029]rfx
，r
fy
，r
fz
分别为外挂支架节点f处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0030]
f为塔式起重机对外挂支架的水平作用力，单位为n；
[0031]
v为塔式起重机对外挂支架的垂直作用力，单位为n；
[0032]
mk为塔式起重机对外挂支架的扭矩，单位为n
·
mm；
[0033]
a为外挂支架节点a与节点c的距离，单位为mm；
[0034]
b为外挂支架节点b与节点d的距离，单位为mm；
[0035]
h为外挂支架节点a与节点e、节点b与节点f的距离，单位为mm；
[0036]
d为塔式起重机的中心与结构外墙的距离，单位为毫米mm；
[0037]
l为外挂支架的主梁的长度，单位为mm。
[0038]
进一步的，使用html+javascript制作网页程序，通过javascript脚本编程绘制节点反力-角度θ曲线。
[0039]
在第二方面，本发明提供了一种塔式起重机外挂支架节点反力计算设备，包括：
[0040]
获取模块，用以获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；
[0041]
节点反力计算模块，用以根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，所述角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的x轴的夹角，其取值范围为0
°‑
360
°
；
[0042]
曲线绘制模块，用以根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力-角度θ曲线；
[0043]
显示模块，用以呈现绘制出的节点反力-角度θ曲线。
[0044]
进一步的，所述外挂支架包括两个平行于y轴方向且呈水平间隔设置的主梁，所述y轴垂直于结构外墙，所述主梁的内端固定在结构外墙上，所述主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜杆，所述主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，所述节点包括分别位于两个主梁内端的节点a和节点b、位于两个水平斜杆内端的节点c和节点d以及位于两个竖向斜杆内端的节点e和节点f。
[0045]
进一步的，所述各节点反力计算函数具体如下：
[0046]
节点a：
[0047][0048]
节点b：
[0049]
[0050]
节点c：
[0051][0052]
节点d：
[0053][0054]
节点e：
[0055][0056]
节点f：
[0057][0058]
其中，r
ax
，r
ay
，r
az
分别为外挂支架节点a处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n，所述z轴纵向平行于结构外墙；
[0059]rbx
，r
by
，r
bz
分别为外挂支架节点b处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0060]rcx
，r
cy
，r
cz
分别为外挂支架节点c处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0061]rdx
，r
dy
，r
dz
分别为外挂支架节点d处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0062]rex
，r
ey
，r
ez
分别为外挂支架节点e处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0063]rfx
，r
fy
，r
fz
分别为外挂支架节点f处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；
[0064]
f为塔式起重机对外挂支架的水平作用力，单位为n；
[0065]
v为塔式起重机对外挂支架的垂直作用力，单位为n；
[0066]
mk为塔式起重机对外挂支架的扭矩，单位为n
·
mm；
[0067]
a为外挂支架节点a与节点c的距离，单位为mm；
[0068]
b为外挂支架节点b与节点d的距离，单位为mm；
[0069]
h为外挂支架节点a与节点e、节点b与节点f的距离，单位为mm；
[0070]
d为塔式起重机的中心与结构外墙的距离，单位为毫米mm；
[0071]
l为外挂支架的主梁的长度，单位为mm。
[0072]
进一步的，使用html+javascript制作网页程序，通过javascript脚本编程绘制节点反力-角度θ曲线。
[0073]
有益效果：本发明仅需要通过输入塔式起重机的相关参数，即可快速计算出外挂支架的节点反力，可以解决传统商业软件计算方法存在的建模时间长、操作复杂、人员专业技能要求高以及软件需要授权等问题，提高了计算效率，降低了设计成本。
附图说明
[0074]
图1是塔式起重机及其外挂支架布置示意图；
[0075]
图2是塔式起重机外挂支架的结构示意图；
[0076]
图3是塔式起重机外挂支架设计流程图；
[0077]
图4是塔式起重机外挂支架立面尺寸和节点示意图；
[0078]
图5是塔式起重机外挂支架平面尺寸和节点示意图；
[0079]
图6是塔式起重机外挂支架立面坐标和受力示意图；
[0080]
图7是塔式起重机外挂支架平面坐标和受力示意图；
[0081]
图8是塔式起重机外挂支架模型分离受力平面示意图；
[0082]
图9是塔式起重机外挂支架模型分离受力立面示意图；
[0083]
图10是在人机交互界面输入外挂支架的设计参数的界面示意图；
[0084]
图11是在人机交互界面输入塔式起重机对外挂支架的载荷的界面示意图；
[0085]
图12是塔式起重机外挂支架节点a反力-角度θ曲线、值域和最值显示界面图；
[0086]
图13是塔式起重机外挂支架节点b反力-角度θ曲线、值域和最值显示界面图；
[0087]
图14是塔式起重机外挂支架节点c反力-角度θ曲线、值域和最值显示界面图；
[0088]
图15是塔式起重机外挂支架节点d反力-角度θ曲线、值域和最值显示界面图；
[0089]
图16是塔式起重机外挂支架节点e、f的反力显示界面图。
具体实施方式
[0090]
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0091]
如图4至16所示，本发明实施例提供了一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，包括：
[0092]
获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷。其中，外挂支架优选包括两个主梁，两个主梁平行于y轴方向且呈水平间隔设置，主梁的内端固定在结构外墙(核心筒外墙)上，主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜杆，水平斜杆与主梁设置在同一水平面上，主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，竖向斜杆与其连接的主梁设置在同一垂面上。参见图6至图10，在建立的三维坐标系中，上述y轴垂直于结构外墙，x轴横向平行于结构外墙，z轴纵向平行于结构外墙。
[0093]
可根据工程项目塔式起重机布置方案，确定塔式起重机中心与核心筒外墙面的距离，以及外挂支架主梁、水平斜杆和竖向斜杆的相对位置、距离和尺寸等设计参数，具体可参见图4和图5。具体包括：外挂支架节点a与节点c的距离a、外挂支架节点b与节点d的距离b、外挂支架节点a与节点e及节点b与节点f的距离h、塔式起重机的中心与结构外墙的距离d和外挂支架的主梁的长度l，单位均为毫米(mm)。根据工程项目塔式起重机的爬升方案，确定塔式起重机工作时上下两道外挂支架的最小间距，通过该型号塔式起重机的使用说明书
查询或咨询塔式起重机制造商获得该工况下塔式起重机的结构反力，即塔式起重机作用在外挂支架上的载荷，具体包括：塔式起重机对外挂支架的水平作用力f，单位为牛顿(n)；塔式起重机对外挂支架的垂直作用力v，单位为n；塔式起重机对外挂支架的扭矩mk，单位为牛顿
·
毫米(n
·
mm)。
[0094]
根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，其中，角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与x轴的夹角，其取值范围为0
°‑
360
°
。上述节点包括分别位于两个主梁内端的节点a和节点b、位于两个水平斜杆内端的节点c和节点d以及位于两个竖向斜杆内端的节点e和节点f。
[0095]
具体的，各节点反力计算函数具体如下：
[0096]
节点a：
[0097][0098]
节点b：
[0099][0100]
节点c：
[0101][0102]
节点d：
[0103][0104]
节点e：
[0105]
[0106]
节点f：
[0107][0108]
其中，r
ax
，r
ay
，r
az
分别为外挂支架节点a处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
bx
，r
by
，r
bz
分别为外挂支架节点b处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
cx
，r
cy
，r
cz
分别为外挂支架节点c处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
dx
，r
dy
，r
dz
分别为外挂支架节点d处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
ex
，r
ey
，r
ez
分别为外挂支架节点e处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
fx
，r
fy
，r
fz
分别为外挂支架节点f处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n。
[0109]
本发明通过构建如图6、7所示的外挂支架力学模型，并沿中轴线将上述外挂支架力学模型分开，分开后如图8、9所示，并根据静力平衡原理构建方程如下：
[0110][0111][0112][0113][0114][0115][0116][0117][0118][0119][0120][0121]
[0122][0123][0124]rcz
＝0，r
dz
＝0，r
ex
＝0，r
fx
＝0
[0125]
通过以上构建的方程即可推导出本发明的各节点反力计算函数，在此不再对推导过程进行赘述。
[0126]
由于角度θ的取值范围为[0
°
,360
°
)，可得各节点反力的值域范围以及最值点如下：
[0127]
节点a：
[0128][0129]
其中：当角度θ＝180
°
时，r
ax
取最大值；当角度θ＝0
°
时，r
ax
取最小值；
[0130]
当角度时，r
ay
取最大值；当角度时，r
ay
取最小值；
[0131]
节点b：
[0132][0133]
其中：当角度θ＝180
°
时，r
bx
取得最大值；当角度θ＝0
°
时，r
bx
取得最小值；
[0134]
当角度时，r
by
取得最大值；当角度时，r
by
取得最小值；
[0135]
节点c：
[0136][0137]
其中：
[0138]
当角度θ＝180
°
时，r
cx
取得最大值；当角度θ＝0
°
时，r
cx
取得最小值；
[0139]
当角度θ＝0
°
时，r
cy
取得最大值；当角度θ＝180
°
时，r
cy
取得最小值；
[0140]
节点d：
[0141][0142]
其中：
[0143]
当角度θ＝180
°
时，r
dx
取得最大值；当角度θ＝0
°
时，r
dx
取得最小值；
[0144]
当角度θ＝180
°
时，r
dy
取得最大值；当角度θ＝0
°
时，r
dy
取得最小值；
[0145]
节点e：
[0146][0147]
节点f：
[0148][0149]
根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力-角度θ曲线并呈现。可使用html+javascript制作网页程序，并通过javascript脚本编程绘制节点反力-角度θ曲线。具体可参见图10和图11，输入的参数如下：a为1750mm，b为1750mm，h为9000mm，d为4100mm，l为5840mm，f为900000n，v为3445000n，mk为300000000n
·
mm。参见图12至图15，其分别示意出了在图10和图11输入的参数下节点a、节点b、节点c和节点d的节点反力-角度曲线，节点反力-角度θ曲线的横坐标为角度θ的取值，单位为度，纵坐标为反力值，单位为n。此外，本发明还对节点a、节点b、节点c和节点d的值域及最值进行呈现。参见图16，节点e和节点f的反力为定值。
[0150]
结合图4至图16，基于以上实施例，本领域技术人员可以轻易理解，本发明还提供了一种塔式起重机外挂支架节点反力计算设备，包括获取模块、节点反力计算模块、曲线绘制模块和显示模块。
[0151]
获取模块用以获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷。其中，外挂支架优选包括两个主梁，两个主梁平行于y轴方向且呈水平间隔设置，主梁的内端固定在结构外墙(核心筒外墙)上，主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜杆，水平斜杆与主梁设置在同一水平面上，主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，竖向斜杆与其连接的主梁设置在同一垂面上。参见图6至图10，在建立的三维坐标系中，上述y轴垂直于结构外墙，x轴横向平行于结构外墙，z轴纵向平行于结构外墙。
[0152]
可根据工程项目塔式起重机布置方案，确定塔式起重机中心与核心筒外墙面的距离，以及外挂支架主梁、水平斜杆和竖向斜杆的相对位置、距离和尺寸等设计参数，具体可参见图4和图5。具体包括：外挂支架节点a与节点c的距离a、外挂支架节点b与节点d的距离
b、外挂支架节点a与节点e及节点b与节点f的距离h、塔式起重机的中心与结构外墙的距离d和外挂支架的主梁的长度l，单位均为毫米(mm)。根据工程项目塔式起重机的爬升方案，确定塔式起重机工作时上下两道外挂支架的最小间距，通过该型号塔式起重机的使用说明书查询或咨询塔式起重机制造商获得该工况下塔式起重机的结构反力，即塔式起重机作用在外挂支架上的载荷，具体包括：塔式起重机对外挂支架的水平作用力f，单位为牛顿(n)；塔式起重机对外挂支架的垂直作用力v，单位为n；塔式起重机对外挂支架的扭矩mk，单位为牛顿
·
毫米(n
·
mm)。在得到以上参数后，可通过人机交互界面人工输入，以被获取模块获取。
[0153]
节点反力计算模块用以根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的x轴的夹角，其取值范围为0
°‑
360
°
。上述节点包括分别位于两个主梁内端的节点a和节点b、位于两个水平斜杆内端的节点c和节点d以及位于两个竖向斜杆内端的节点e和节点f。
[0154]
具体的，各节点反力计算函数具体如下：
[0155]
节点a：
[0156][0157]
节点b：
[0158][0159]
节点c：
[0160][0161]
节点d：
[0162][0163]
节点e：
[0164][0165]
节点f：
[0166][0167]
其中，r
ax
，r
ay
，r
az
分别为外挂支架节点a处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
bx
，r
by
，r
bz
分别为外挂支架节点b处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
cx
，r
cy
，r
cz
分别为外挂支架节点c处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
dx
，r
dy
，r
dz
分别为外挂支架节点d处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
ex
，r
ey
，r
ez
分别为外挂支架节点e处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
fx
，r
fy
，r
fz
分别为外挂支架节点f处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n。
[0168]
本发明通过构建如图6、7所示的外挂支架力学模型，并沿中轴线将上述外挂支架力学模型分开，分开后如图8、9所示，并根据静力平衡原理构建方程如下：
[0169][0170][0171][0172][0173][0174][0175][0176][0177][0178]
[0179][0180][0181][0182][0183]rcz
＝0，r
dz
＝0，r
ex
＝0，r
fx
＝0
[0184]
通过以上构建的方程即可推导出本发明的各节点反力计算函数，在此不再对推导过程进行赘述。
[0185]
由于角度θ的取值范围为[0
°
,360
°
)，可得各节点反力的值域范围以及最值点如下：
[0186]
节点a：
[0187][0188]
其中：当角度θ＝180
°
时，r
ax
取最大值；当角度θ＝0
°
时，r
ax
取最小值；
[0189]
当角度时，r
ay
取最大值；当角度时，r
ay
取最小值；
[0190]
节点b：
[0191][0192]
其中：当角度θ＝180
°
时，r
bx
取得最大值；当角度θ＝0
°
时，r
bx
取得最小值；
[0193]
当角度时，r
by
取得最大值；当角度时，r
by
取得最小值；
[0194]
节点c：
[0195][0196]
其中：
[0197]
当角度θ＝180
°
时，r
cx
取得最大值；当角度θ＝0
°
时，r
cx
取得最小值；
[0198]
当角度θ＝0
°
时，r
cy
取得最大值；当角度θ＝180
°
时，r
cy
取得最小值；
[0199]
节点d：
[0200][0201]
其中：
[0202]
当角度θ＝180
°
时，r
dx
取得最大值；当角度θ＝0
°
时，r
dx
取得最小值；
[0203]
当角度θ＝180
°
时，r
dy
取得最大值；当角度θ＝0
°
时，r
dy
取得最小值；
[0204]
节点e：
[0205][0206]
节点f：
[0207][0208]
曲线绘制模块用以根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力-角度θ曲线。可使用html+javascript制作网页程序，并通过javascript脚本编程绘制节点反力-角度θ曲线。
[0209]
显示模块用以呈现绘制出的节点反力-角度θ曲线。具体可参见图10和图11，输入的参数如下：a为1750mm，b为1750mm，h为9000mm，d为4100mm，l为5840mm，f为900000n，v为3445000n，mk为300000000n
·
mm。参见图12至图15，其分别示意出了在图10和图11输入的参数下节点a、节点b、节点c和节点d的节点反力-角度θ曲线，节点反力-角度θ曲线的横坐标为角度θ的取值，单位为度，纵坐标为反力值，单位为n。此外，本发明还对节点a、节点b、节点c和节点d的值域及最值进行呈现。参见图16，节点e和节点f的反力为定值。
[0210]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，其特征在于，包括：获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，所述角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的x轴的夹角，其取值范围为0
°‑
360
°
；根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力-角度θ曲线并呈现。2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，其特征在于，所述外挂支架包括两个平行于y轴方向且呈水平间隔设置的主梁，所述y轴垂直于结构外墙，所述主梁的内端固定在结构外墙上，所述主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜杆，所述主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，所述节点包括分别位于两个主梁内端的节点a和节点b、位于两个水平斜杆内端的节点c和节点d以及位于两个竖向斜杆内端的节点e和节点f。3.根据权利要求2所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，其特征在于，所述各节点反力计算函数具体如下：节点a：节点b：节点c：节点d：节点e：
节点f：其中，r
ax
，r
ay
，r
az
分别为外挂支架节点a处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n，所述z轴纵向平行于结构外墙；r
bx
，r
by
，r
bz
分别为外挂支架节点b处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
cx
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cz
分别为外挂支架节点c处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
dx
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分别为外挂支架节点d处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
ex
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分别为外挂支架节点e处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；r
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分别为外挂支架节点f处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；f为塔式起重机对外挂支架的水平作用力，单位为n；v为塔式起重机对外挂支架的垂直作用力，单位为n；m
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为塔式起重机对外挂支架的扭矩，单位为n
·
mm；a为外挂支架节点a与节点c的距离，单位为mm；b为外挂支架节点b与节点d的距离，单位为mm；h为外挂支架节点a与节点e、节点b与节点f的距离，单位为mm；d为塔式起重机的中心与结构外墙的距离，单位为毫米mm；l为外挂支架的主梁的长度，单位为mm。4.根据权利要求1所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法，其特征在于，使用html+javascript制作网页程序，通过javascript脚本编程绘制节点反力-角度θ曲线。5.一种塔式起重机外挂支架节点反力计算设备，其特征在于，包括：获取模块，用以获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；节点反力计算模块，用以根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，所述角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的x轴的夹角，其取值范围为0
°‑
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；曲线绘制模块，用以根据各节点反力随角度θ变化的值域和最值绘制节点反力-角度θ曲线；显示模块，用以呈现绘制出的节点反力-角度θ曲线。6.根据权利要求5所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算设备，其特征在于，所述外挂支架包括两个平行于y轴方向且呈水平间隔设置的主梁，所述y轴垂直于结构外墙，所述主梁的内端固定在结构外墙上，所述主梁的外端两侧与结构外墙之间固定有水平斜
杆，所述主梁的外端下侧与结构外墙之间固定有竖向斜杆，所述节点包括分别位于两个主梁内端的节点a和节点b、位于两个水平斜杆内端的节点c和节点d以及位于两个竖向斜杆内端的节点e和节点f。7.根据权利要求6所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算设备，其特征在于，所述各节点反力计算函数具体如下：节点a：节点b：节点c：节点d：节点e：节点f：
其中，r
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分别为外挂支架节点a处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n，所述z轴纵向平行于结构外墙；r
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分别为外挂支架节点f处沿x、y、z轴三个方向的反力，单位为n；f为塔式起重机对外挂支架的水平作用力，单位为n；v为塔式起重机对外挂支架的垂直作用力，单位为n；m
k
为塔式起重机对外挂支架的扭矩，单位为n
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mm；a为外挂支架节点a与节点c的距离，单位为mm；b为外挂支架节点b与节点d的距离，单位为mm；h为外挂支架节点a与节点e、节点b与节点f的距离，单位为mm；d为塔式起重机的中心与结构外墙的距离，单位为毫米mm；l为外挂支架的主梁的长度，单位为mm。8.根据权利要求1所述的一种塔式起重机外挂支架节点反力计算设备，其特征在于，使用html+javascript制作网页程序，通过javascript脚本编程绘制节点反力-角度θ曲线。

技术总结
本发明公开了一种塔式起重机外挂支架节点反力计算方法及设备。它包括获取外挂支架的设计参数和塔式起重机对外挂支架的载荷；根据预先构建的节点反力计算函数、外挂支架的设计参数、塔式起重机对外挂支架的载荷计算各节点反力随角度θ变化的值域和最值，角度θ为塔式起重机对外挂支架的水平作用力与横向平行于结构外墙的X轴的夹角，其取值范围为0


技术研发人员：许贵林 黄建军 刘俊敏 徐明 施宇 殷江飞 孟祥玉
受保护的技术使用者：中昇建机（南京）重工有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/10/5