前 言 本標(biāo)準(zhǔn)是在JJ 30—1985《塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)試驗方法》的基礎(chǔ)上制定的。本標(biāo)準(zhǔn)從實施之日起代替JJ 30—1985。 本標(biāo)準(zhǔn)與原標(biāo)準(zhǔn)相比，在下列章節(jié)略有修改：
　　──表1結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試的工況及載荷，修改了測試工況；
　　──4.1.2條中修改了側(cè)向載荷的規(guī)定；
　　──5.1條中刪除了具體的測量方法和儀器。
　　本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A是標(biāo)準(zhǔn)的附錄。
　　本標(biāo)準(zhǔn)由建設(shè)部北京建筑機(jī)械綜合研究歸口。
　　本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：建設(shè)部長沙建設(shè)機(jī)械研究院。
　　本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：陳曉非。
　　本標(biāo)準(zhǔn)委托建設(shè)部長沙建設(shè)機(jī)械研究院負(fù)責(zé)解釋。

1　范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了塔式起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力、位移和動特性測試的非破壞性試驗方法。
　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑用塔式起重機(jī)，其他類似的塔式起重機(jī)可參照使用。
2　引用標(biāo)準(zhǔn) 下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。
　　GB/T 5031—1994　塔式起重機(jī)性能試驗 JG/T 5037—1993　塔式起重機(jī)分類
3　試驗條件 本標(biāo)準(zhǔn)的試驗條件應(yīng)符合GB/T 5031的有關(guān)規(guī)定，同一型號多種安裝型式的塔式起重機(jī)，如有移動式的，應(yīng)以移動式作為代表進(jìn)行測試；無移動式時，以獨立固定式作為測試樣機(jī)，樣機(jī)參數(shù)應(yīng)符合JG/T 5037規(guī)定。 有特殊要求的塔式起重機(jī)，應(yīng)按設(shè)計要求，進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充項目試驗。
4　結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試
4.1　測試工況及載荷
4.1.1　結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試的工況和載荷見表1。
表 1　結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試的工況和載荷
序號測試工況載荷試驗?zāi)康谋粶y結(jié)構(gòu)測試項目
1最大起重量允許的最大幅度、起重臂與軌道方向垂直QH及
1.25QH驗證主要結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度起重臂、拉桿、塔身、上下支座底架、支腿結(jié)構(gòu)件的靜應(yīng)力及起重臂根部水平變位
2最大起重量允許的最大幅度、起重臂與軌道成45°夾角QH及
1.25QH驗證主要結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度塔身、上下支座、底架支腿結(jié)構(gòu)件的靜應(yīng)力及起重臂根部水平變位
3小車位于吊點跨中，起重臂與軌道方向垂直QH及
1.25QH驗證起重臂的強(qiáng)度和剛度　起重臂、拉桿起重臂及起重臂拉桿的靜應(yīng)力
4最大幅度、起重臂與軌道方向垂直QH及
1.25QH驗證主要結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度起重臂、拉桿、塔身、上下支座、底架、支腿結(jié)構(gòu)件的靜應(yīng)力及起重臂根部水平變位
5最大幅度、起重臂與軌道成45°夾角QH及
1.25QH驗證主要結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度　起重臂、拉桿、塔身、上下支座、底架、支腿結(jié)構(gòu)件的靜尖力及起重臂根部水平變位
6最大幅度、起重臂與軌道方向垂直QH及
10％QH
（側(cè)載）驗證主要結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度　起重臂、拉桿、塔身、上下支座、底架、支腿　結(jié)構(gòu)件的靜應(yīng)力及起重臂根部水平變位
　　注 1 QH─相應(yīng)幅度下的額定起重量；
　　 2 動臂式起重機(jī)無工況“3”。

4.1.2　側(cè)載可以采用吊重側(cè)向偏移的方法實施，但必須保證在加側(cè)載時不得產(chǎn)生鉛垂方向的附加分力。水平側(cè)向載荷的方向應(yīng)與起重臂的縱向軸線垂直。水平側(cè)載大小按10％起重量確定。
4.1.3　在加載和測試過程中，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)臺應(yīng)制動或鎖死在規(guī)定的位置上。
4.2　測試點的規(guī)定
4.2.1　應(yīng)力測試點的選擇 應(yīng)力測試點應(yīng)選擇在危險應(yīng)力區(qū)。危險應(yīng)力區(qū)應(yīng)在結(jié)構(gòu)受力分析的基礎(chǔ)上確定，可以分為以下三種類型：
　　a）均勻應(yīng)力區(qū)　在較大面積內(nèi)的應(yīng)力都幾乎相等的應(yīng)力區(qū)，屈服應(yīng)力的出現(xiàn)，將引起結(jié)構(gòu)件的永久變形。
　　b）應(yīng)力集中區(qū)　該區(qū)內(nèi)屈服應(yīng)力的出現(xiàn)不會引起結(jié)構(gòu)件的永久變形，但應(yīng)力集中會影響結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命。如孔眼、銳角、焊縫、鉸點等斷面劇變處。
　　c）彈性撓曲區(qū)　如受壓桿和板的彈性屈曲，從應(yīng)力看，該區(qū)的最大應(yīng)力并沒有達(dá)到材料的屈服點，但可因發(fā)生撓曲或過大變形而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件的破壞。
4.2.1.1　測定弦桿和腹桿的應(yīng)力，應(yīng)在節(jié)間中部對稱貼應(yīng)變片，最后以平均應(yīng)力和計算出的最大應(yīng)力來評定該節(jié)間的安全度。
4.2.1.2　在應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)貼應(yīng)變花，測出其主應(yīng)力和最大應(yīng)力。
4.2.2　平面（二向）應(yīng)力區(qū)的貼片 結(jié)構(gòu)承受平面應(yīng)力狀態(tài)，如果預(yù)先能用某些方法（如脆性涂料法）確定主應(yīng)力方向，則可沿主應(yīng)變方向貼上互相垂直的兩個應(yīng)變片。如果主應(yīng)變的方向無法確定，則必須貼上由三個應(yīng)變片組成有應(yīng)變花，關(guān)于應(yīng)變花的數(shù)據(jù)處理見4.4.3條。
4.2.3　測點編號 根據(jù)選擇好的測試部位和確定的測試點，繪制測點分布圖，對貼片統(tǒng)一編號，并指明應(yīng)變片或應(yīng)變花的貼片位置。
4.3　試驗程序
4.3.1　檢查和調(diào)整樣機(jī)，使之處于正常工作狀態(tài)。
4.3.2　調(diào)試和檢查有關(guān)儀器，合理選擇靈敏系數(shù)，消除一切不正?，F(xiàn)象。
4.3.3　測量消除自重影響的應(yīng)變片基準(zhǔn)ε0，測量結(jié)果記入附錄A（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）表A1。
4.3.4　測量在空載應(yīng)力狀態(tài)時應(yīng)變片在自重作用下的讀數(shù)ε1。測量結(jié)果記入附錄A表A1。
　　空載應(yīng)力狀態(tài)是將起重機(jī)調(diào)整到表1所規(guī)定的測試工況。幅度同對應(yīng)的加載工況、吊鉤落地、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)臺應(yīng)制動或鎖住，行走機(jī)構(gòu)處于制動狀態(tài)。如果零應(yīng)力狀態(tài)基準(zhǔn)ε0無法讀出，可以取空載狀態(tài)作初始狀態(tài)。應(yīng)變儀調(diào)零。
4.3.5　測量應(yīng)變片在負(fù)載應(yīng)力狀態(tài)下的讀數(shù)ε2。測量結(jié)果記入附錄A表A1。
　　負(fù)載應(yīng)力狀態(tài)是起重機(jī)按表1規(guī)定之載荷和工況進(jìn)行加載。其工作幅度允差不大于±1％。如測試工況規(guī)定要加側(cè)向載荷，則必須在起重臂側(cè)分別加側(cè)向載荷來測量。
4.3.6　卸載至空載應(yīng)力狀態(tài)，檢查各應(yīng)變片的回零情況。如果某測點的應(yīng)變片讀數(shù)與原數(shù)據(jù)ε1偏差超過±0.03σs/E，認(rèn)為該測點數(shù)據(jù)無效，應(yīng)查明原因，按原測試程序重新測量，直到合格。
　　注：σs──材料屈服極限，MPa； E──彈性模量，MPa。
4.3.7　每項試驗應(yīng)重復(fù)做3次，比較測試數(shù)據(jù)無重大差別。如果誤差超過10倍的微應(yīng)變，則應(yīng)查明原因，并重新測試，直至穩(wěn)定。
4.3.8　觀察結(jié)構(gòu)是否有永久變形或局部損壞。如果出現(xiàn)永久變形或局部損壞應(yīng)立即終止試驗，進(jìn)行全面檢查和分析。
4.3.9　測試數(shù)據(jù)、觀察到的現(xiàn)象和說明應(yīng)隨時記錄。
4.4　應(yīng)力測試的數(shù)據(jù)處理和安全判別方法。
4.4.1　計算兩個測試狀態(tài)的應(yīng)力 空載應(yīng)力（自重應(yīng)力）σ1按下式計算：
σ1＝E（ε1－ε0）　………………………………（1）　
負(fù)載應(yīng)力σ2按下式計算： σ2＝E（ε2－ε1）　………………………………（2）　
式中：σ1──空載應(yīng)力（不測空載應(yīng)力時，用計算應(yīng)力代替），MPa；
　　　σ2──負(fù)載應(yīng)力，MPa； ε0──零應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變儀讀數(shù)；
　　　ε1──空載應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變儀讀數(shù)； ε2──負(fù)載應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變儀讀數(shù)。
　　注：ε0、ε1和ε2均帶正負(fù)號，拉應(yīng)變?yōu)檎?，壓?yīng)變?yōu)樨?fù)。
4.4.2　最大單向應(yīng)力由空載應(yīng)力與負(fù)載應(yīng)力的代數(shù)和決定。即
σmax＝σ1＋σ2　………………………………（3）　
式中：σmax──最大應(yīng)力，MPa； σ1和σ2各帶自己的正負(fù)號。
4.4.3　平面（二向）應(yīng)力狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理 對于承受二向應(yīng)力的彈塑性材料，按變形能（第四）強(qiáng)度理論計算，其當(dāng)量單向應(yīng)力計算公式為：
　　a）當(dāng)主應(yīng)力（變）的方向已知，并測得了兩個方向的主應(yīng)力時。 當(dāng)量單向應(yīng)力為
………………………………………（4）
式中：σ′──當(dāng)量單向應(yīng)力，MPa； σx──最大主應(yīng)力，MPa； σy──最小主應(yīng)力，MPa。
　　主應(yīng)力可由主應(yīng)變求得
σx＝E（εx＋μεy）/（1－μ2）…………………………………（5）
σy＝E（εy＋μεx）/（1－μ2）…………………………………（6）
式中：εx──最大主應(yīng)變； εy──最小主應(yīng)變； μ──泊松比。
　　b）主應(yīng)力（變）的方向未知，可用應(yīng)變花測得三個方向的線應(yīng)變。當(dāng)量單向應(yīng)力為
　……………………………………（7）　
式中：εa──a應(yīng)變片的應(yīng)變；εb──b應(yīng)變片的應(yīng)變； εc──c應(yīng)變片的應(yīng)變。
　　應(yīng)變花的貼片方式見圖1。

圖 1
　　c）對于脆性材料，可采用最大應(yīng)變（第二）強(qiáng)度理論求得當(dāng)量應(yīng)力，公式為
σx＝Eεx……………………………………（8）
4.4.4　測試應(yīng)力值的安全判別方法 根據(jù)表1測試工況及載荷進(jìn)行測試，測得結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力，應(yīng)滿足下列分類給出的安全判據(jù)，各危險應(yīng)力區(qū)的安全系數(shù)列于表2。超載工作狀況只用于考核結(jié)構(gòu)完整性，卸載后不得出現(xiàn)可見裂紋，永久變形，油漆剝落，連接松動。
表 2　結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)（最小值）
均勻應(yīng)力區(qū)（nⅠ）應(yīng)力集中區(qū)（nⅡ）彈性屈曲區(qū)（nⅢ）
1.481.11.6

4.4.4.1　Ⅰ類──均勻應(yīng)力區(qū) nⅠ＝σs/σr或nⅠ＝σs/σ′　…………………………（9）　
式中：σr──根據(jù)表1給定的測試工況和載荷進(jìn)行測試時，結(jié)構(gòu)中被測部位測出的最大拉應(yīng)力（對于單向應(yīng)力、塑性材料σr相應(yīng)于σmax；脆性材料σr相當(dāng)于σx），MPa；
　　　nⅠ──安全系數(shù)。

4.4.4.2　Ⅱ類──應(yīng)力集中區(qū) nⅡ＝σs/σr或nⅡ＝σs/σ′ 式中：nⅡ──安全系數(shù)。
4.4.4.3?、箢惄ぉ椥郧鷧^(qū) 對于弦桿和腹桿等受壓元件，用下列計算公式評定測試結(jié)果。
nⅢ＝1/［σra/σcr＋（σrm－σra）/σs］　…………………………（10）　
式中：σra──由一個截面上若干個測點的應(yīng)變讀數(shù)確定的平均應(yīng)力，MPa；
　　　σrm──壓桿被測截面上最大的計算壓應(yīng)力，MPa；
　　　σcr──受壓桿發(fā)生屈曲的臨界應(yīng)力，MPa；
　　　nⅢ──安全系數(shù)。

　　σcr的計算：
　　a）當(dāng)歐拉臨界應(yīng)力低于比例極限時，取 σcr＝π2E/（K·L/r）2＜σp………………………（11）　
式中：K──長度折算系數(shù)。一些常見情況可以用下列經(jīng)驗數(shù)據(jù)：
對于主弦桿K＝1.0；
對于以全截面與管狀弦桿連接的腹桿K＝0.75；
對于以全截面與角形或“T”形弦桿連接的腹桿K＝0.9；
　　　L──受壓桿件長度，mm；
　　　r──截面慣性半徑，mm；
　　　σp──材料比例極限，MPa。

　　b）當(dāng)歐拉臨界應(yīng)力高于比例極限時，取
　………………………………………（12）　
4.4.4.4?、纛惄ぉぐ宓木植壳鷧^(qū) 對板可能的局部屈曲部位。一般要求對所有的試驗工況（包括超載試驗工況）Ⅳ類區(qū)域的應(yīng)變片讀數(shù)，都應(yīng)能回到空載時的讀數(shù)。
5　結(jié)構(gòu)位移測量 結(jié)構(gòu)變位測量工況和載荷見表1。 變位限制值規(guī)定如下：
　　起重臂根部水平變位不大于H/100，其中H對移動式塔式起重機(jī)為起重臂根部到軌頂面的鉛垂距離；對固定式塔式起重機(jī)為起重臂根部到塔身固定基礎(chǔ)平面的鉛垂距離。
6　結(jié)構(gòu)動特性測試
6.1　測試項目 對塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)動特性的測試項目為：
　　a）危險應(yīng)力區(qū)危險點的動應(yīng)力；
　　b）司機(jī)室的振動特性。
6.2　測量方法 在額定載荷下正常操作起升離地時和額定速度下降制動時測試動應(yīng)力和振動特性。
6.3　動特性的限制
　　a）按6.1中a），各部件的最大應(yīng)力點由振動產(chǎn)生的最大應(yīng)力不應(yīng)超過許用應(yīng)力。
　　b）司機(jī)室水平振動加速度應(yīng)低于0.2 g。
7　試驗報告
7.1　試驗按附錄A中各表給定的項目進(jìn)行記錄和數(shù)據(jù)整理，對不正?，F(xiàn)象，應(yīng)有實況記錄，并作出分析意見。
7.2　對試驗發(fā)現(xiàn)的個別部位的合應(yīng)力或結(jié)構(gòu)變位超出規(guī)定值時，雖然沒有發(fā)現(xiàn)破壞或不正?，F(xiàn)象，報告中也應(yīng)特別指出，并提出分析意見，作出結(jié)構(gòu)是否可正常工作的明確結(jié)論。