GB/T 13752塔式起重机设计规范解读：6类载荷组合与7项结构验算指标

塔式起重机设计规范GB/T 13752与通用规范GB/T 3811有哪些核心区别？

GB/T 13752-2017是塔式起重机专用的设计计算规范，与通用设计规范GB/T 3811-2008《起重机设计规范》最根本的区别在于设计理念和适用范围。GB/T 3811覆盖所有类型起重机（桥式、门式、塔式、流动式、铁路、浮式等），提供通用设计框架；而GB/T 13752专为塔式起重机量身定制，在载荷取值、组合方式、分项系数选取和稳定性验算方法上都更为细化。

两者差异体现在四个维度：

第一，载荷组合不同。GB/T 3811定义了A/B/C 3级9种载荷组合，而GB/T 13752将塔机工作状态分为6种具体组合工况，包括无风正常工作（A类）、有风正常工作（B类）、安装与拆卸（C类）、非工作状态风载荷（D类）、碰撞缓冲（E类）以及试验载荷（F类），每种工况都有对应的分项系数取值表。

第二，风载荷计算更细致。GB/T 13752引入了塔身高度分段风压修正系数、挡风折减系数和塔机群干扰系数，要求按工作状态风压250Pa、非工作状态风压按地区基本风压取值（沿海地区最高可达1000Pa以上）分别计算。

第三，稳定性验算独立成章。GB/T 13752第8章专门规定了5种抗倾覆验算工况及其安全系数K值要求，要求分别验算工作状态和非工作状态下的整体抗倾覆能力。

第四，附着装置设计有专章。第9章详细规定了附着装置的布置间距、杆件长细比限值（不超过120）、连接螺栓等级（不低于8.8级）以及预埋件抗拔安全系数（不低于1.5），这些内容在GB/T 3811中并未涉及。

塔式起重机6类载荷组合与分项系数怎么取值？

根据GB/T 13752-2017第5章规定，塔式起重机设计需考虑6类载荷组合工况，每类组合对应不同的载荷项目和分项系数。克鲁德重工在塔机结构计算中严格按此分类进行工况遍历。

组合A（无风正常工作）：起升载荷乘以1.22 + 自重载荷乘以1.16 + 水平惯性力乘以1.0。这是塔机日常吊装作业的最基本工况，适用于室内或有遮挡环境。起升载荷分项系数1.22反映了起升动载系数的影响。

组合B（有风正常工作）：起升载荷乘以1.22 + 自重载荷乘以1.16 + 水平惯性力乘以1.0 + 工作风载荷乘以1.0。适用于室外作业环境，工作风压取250Pa，风速按20m/s计算。注意塔身高度超过30m时需按分段风速修正。

组合C（特殊载荷—安装与拆卸）：自重载荷乘以1.10 + 安装动载乘以1.10 + 风载荷乘以1.0。塔机在顶升、降节和拆卸过程中，结构体系发生变化，塔身标准节处于部分连接状态，此时载荷分项系数较大幅度降低但需单独验算连接螺栓和顶升套架的承载能力。

组合D（非工作状态）：自重载荷乘以1.0 + 非工作风载荷乘以1.0。按地区50年一遇基本风压取值，沿海地区取800~1000Pa，内陆地区取400~600Pa。这是塔机在非工作状态下承受最大风载荷的极限工况。

组合E（碰撞缓冲）：自重乘以1.0 + 缓冲力乘以1.0。当塔机大臂与其他结构或邻近塔机可能发生碰撞时，需验算缓冲装置吸收能量的能力。

组合F（试验载荷）：静载试验取1.25倍额定起重量，动载试验取1.1倍。试验时所有分项系数取1.0，因为试验工况下不允许再叠加风载荷和其他偶然载荷。

塔式起重机钢结构7项强度刚度验算参数标准是什么？

GB/T 13752-2017第6章和第7章系统规定了塔机钢结构的强度与刚度验算方法，共涵盖7项核心验算指标。在克鲁德重工塔机产品设计流程中，这7项指标构成了结构安全的核心验证体系。

第一，静强度验算。对每种载荷组合工况下，构件计算应力不得大于许用应力，等于材料屈服强度除以安全系数n，其中Q355B钢材屈服强度为355MPa；安全系数n对组合A取1.48、组合B取1.48、组合C取1.34、组合D取1.22。

第二，疲劳强度验算。对于工作级别A4及以上的塔机，需对关键焊缝和应力集中部位进行疲劳寿命评估。采用应力幅法，按S-N曲线确定容许应力幅，要求设计应力幅不超过容许值除以疲劳抗力分项系数（1.0~1.35）。

第三，弹性稳定性验算。对于受压构件（塔身主肢、附着撑杆等）需验算整体稳定和局部稳定，利用有效截面法计算屈曲承载力，临界应力不得超过材料比例极限。

第四，刚度验算。塔机结构挠度限值按照正常使用极限状态控制：塔身顶部水平位移不超过H/800（H为塔身自由高度），起重臂端部下挠不超过L/500（L为臂长）。

第五，连接强度验算。焊缝采用角焊缝设计，焊脚尺寸不小于0.7倍较薄板厚，焊缝计算应力不超过0.9倍许用应力；高强度螺栓按摩擦型连接设计，预拉力P值按GB 50017取值。

第六，板壳局部稳定性验算。塔身标准节腹杆节点板、回转支承下座板等区域需验算板的局部屈曲，宽厚比限值按b/t不超过42（Q355钢）控制。

第七，结构自振频率验算。塔机自振基频应避开风致涡激共振频率（0.2~0.4Hz）和吊重摆动频率（0.05~0.15Hz），避免发生耦合共振。

塔式起重机抗倾覆稳定性验算的5种工况与安全系数是多少？

GB/T 13752-2017第8章对塔机抗倾覆稳定性提出了强制性验算要求，定义了5种验算工况和对应的安全系数。克鲁德重工在每台塔机出厂前均按这5种工况完成完整的稳定性校核计算书。

工况1（无风静载稳定性）：塔机在最大幅度处起吊额定载荷，不考虑风载荷。验算公式为稳定力矩之和除以倾覆力矩之和不小于K1，其中K1不小于1.40。此时所有稳定力矩（自重产生）与倾覆力矩（载荷产生）之比必须满足1.4倍安全裕度。

工况2（有风动载稳定性）：塔机在工作状态下，考虑工作风载荷沿臂架方向作用。安全系数K2不小于1.25。由于风载荷增大倾覆力矩，安全系数较工况1有所降低。

工况3（非工作风载荷稳定性）：塔机在非工作状态（空钩），承受最大非工作风载荷。K3不小于1.15。这是塔机最危险的工况之一，因为非工作状态风压可达1000Pa，而塔机自重产生的稳定力矩却因没有吊重而减小。

工况4（突然卸载稳定性）：吊重在起升过程中突然脱钩或卸载，塔机产生反向倾覆趋势（向后倾翻）。K4不小于1.10。此时验算的是塔机在平衡臂方向的稳定性。

工况5（安装/拆卸状态稳定性）：塔机在顶升或降节过程中，上部结构重心升高，且标准节连接处于非完全紧固状态。K5不小于1.25。此工况需要特别关注顶升套架与塔身的连接强度。

实际计算中，倾覆线取塔机基础最外缘支点连线，稳定力矩等于各部件自重乘以自重到倾覆线的水平距离之和，倾覆力矩等于各水平载荷乘以其作用点高度之和加上风载荷力矩。

塔式起重机起升机构与变幅机构设计需要满足哪些计算规范？

GB/T 13752-2017第9章机构设计部分规定了塔机起升机构、变幅机构、回转机构和行走机构的设计计算要求。对于使用最频繁的起升机构和变幅机构，规范提出了以下核心参数要求：

起升机构方面。钢丝绳安全系数n对流动式塔机取n不小于5.0，对固定式塔机工作级别M3~M5取n不小于4.5，M6~M8取n不小于5.6。卷筒名义直径D不小于25倍钢丝绳直径，滑轮节圆直径Dp不小于28倍钢丝绳直径。钢丝绳在卷筒上的偏角不超过4度（光面卷筒）或不超过2.5度（绳槽卷筒）。克鲁德重工TC6015型塔机起升机构采用变频调速电机，钢丝绳选用35Wx7结构直径14mm，卷筒直径400mm，完全满足D/d=28.6倍的要求。

变幅机构方面。小车水平变幅速度通常取0.5~1.0m/s，动臂俯仰变幅钢丝绳安全系数n不小于4.0。变幅小车牵引力计算需同时考虑摩擦阻力、坡道阻力、风阻力和加速惯性力。小车车轮轮压按最不利工况验算，单轮轮压需满足不超过轨道容许轮压。

制动器设计要求。起升机构支持制动器安全系数K不小于1.5，即制动力矩与额定载荷静力矩之比不小于1.5。变幅机构制动器安全系数K不小于1.25。制动器选用常闭式电磁块式制动器或盘式制动器，摩擦衬片磨损寿命应满足设计工作循环次数不低于20万次。

此外，所有机构传动系统中的齿轮减速器应按ISO 6336或GB/T 3480进行齿面接触强度和齿根弯曲强度校核，轴承寿命按L10不小于5000h设计。

塔式起重机附着装置与基础设计的核心参数要求是什么？

GB/T 13752-2017对塔机附着装置和基础设计提出了明确的技术参数要求。附着装置设计是超高层塔机安全运行的关键保障，克鲁德重工在塔机最大独立高度以上均需配置附着框和附着撑杆系统。

附着间距方面。第一道附着距基础顶面6~12m，后续附着间距6~9m。最大悬臂高度（最上一道附着至塔顶）不超过30m或按制造厂规定执行。

附着杆设计方面。杆件长细比不超过120，推荐采用圆管截面（直径102×6至159x8mm规格），材料不低于Q235B。撑杆两端设可调螺杆，调节范围正负150mm，以适应建筑结构施工误差。杆端耳板厚度t不小于12mm，销孔直径与销轴配合间隙不超过0.5mm。

连接件要求。附着框与塔身标准节的连接螺栓不低于8.8级M24，每个附着面不少于4颗螺栓。预埋件锚筋截面积需满足As不小于1.5倍附着杆最大拉力设计值除以锚筋屈服强度。预埋件在混凝土中的锚固深度不小于15倍锚筋直径，且不小于200mm。

基础设计方面。承台厚度不小于1.2m，混凝土强度等级不低于C30。地基承载力特征值fak不小于200kPa，当不满足时需进行地基处理或采用桩基础。承台配筋率为双向不小于0.15%，主筋直径不小于20mm间距不大于150mm。基础预埋地脚螺栓采用8.8级M36~M48，预埋深度不小于30倍螺栓直径。

对于行走式塔机，还需验算轨道基础下的地基承载力和钢轨抗弯强度。轨道型号按QU70~QU100选用，轨距允差正负3mm，同一截面轨顶高差不超过轨距除以1500。

在安全监控系统方面，塔式起重机还需符合GB/T 28264-2012《起重机械安全监控管理系统》的要求，对起重量、力矩、幅度、高度、风速和回转角度等参数进行实时监控。验收试验则按照GB/T 5905-2011《起重机试验规范和程序》执行静载（1.25倍额定载荷）和动载（1.1倍额定载荷）试验。

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