塔式起重机作为建筑行业最重要的运输机械,随着高层建筑和大型建筑群的出现,使其长期处于高强度和高频率的工作中,从而容易因为疲劳破坏的原因引起塔式起重机倒塌事故的发生,为了更好的规范建筑机械的使用以及避免重大事故的发生,近几年工地的安全监控系统在全国范围内得到了广泛的应用。本文通过安全监控系统获得了在役的某型号塔式起重机的大量运行数据,通过对这些数据进行研究,得到了该塔机主要的工况情形和普遍的运行规律,并在此研究的基础上提出了以工作循环作为研究对象建立塔式起重机钢结构疲劳载荷谱的方法,通过ANSYS和MATLAB软件计算某型号塔式起重机的寿命问题。该方法不但可以对塔式起重机进行疲劳强度设计,也可以为在役塔式起重机的结构的进一步改进给出参考方向。随着物联网技术的广泛应用,该方法可以应用于塔式起重机安全监控系统中,实时的对工作中的塔机的剩余寿命进行跟踪分析,为塔式起重机定期的保养和维修工作提供有效的指导意见。本文以TC5610型塔机为研究对象,主要的工作内容和创新点如下:(1)研究钢结构的疲劳破坏机理,根据实际运行数据分析塔机的疲劳失效方式,选取名义应力法作为塔机疲劳寿命估算方法,查阅相关资料,对相关材料的疲劳特性进行进一步研究,获得塔机钢结构的疲劳特性参数(2)分析研究有限元理论的基础知识和方法,在材料力学的基础上选取适合的单元类型,通过ANSYS软件建立塔机的有限元模型,结合塔机事故原因以及塔机起重性能选取危险工况,并对不同工况下的塔机结构进行力学性能分析,为载荷谱的建立提供了基本数据。(3)对获得的运行数据进行分析,了解塔机的基本工作强度和运行规律。以空载—起吊—变幅—卸载—空载作为一个工作循环,确定工作循环内的不同阶段下塔式起重机所承受的载荷组合,将载荷组等效应用到建立的模型中。(4)受到有限元理论的启发,提出了以工作循环为研究单位,将载荷谱看作为有限数量的单元载荷谱的组合,结合ANSYS软件计算结果,建立单元载荷谱的曲线族方程。根据塔机运行数据将单元载荷谱沿着时间历程方向依次连接获得载荷谱。(5)按照疲劳寿命估算技术路线图在MATLAB软件中进行编程仿真,计算获得TC5610型塔式起重机疲劳寿命,根据疲劳寿命计算的结果提出改进意见,并对改进后的结构进行验证性的疲劳寿命计算。