塔式起重机是建筑施工行业必不可少的大型起重设备,塔式起重机的使用极大提高了建筑行业的工作效率。随着高层建筑的不断增加,较大型号的塔式起重机设备也不断增多,其中销轴连接的塔式起重机所占比重较大,然而由于销轴连接位置出现间隙、其他位置零部件产生损伤和疲劳破坏等问题未及时发现所产生的事故数不胜数。因此,如何有效地进行安全监测是塔机安全运行的关键环节,而安全监测所依据的特征信号在实际工程中并不容易获得。本文以QTZ80型号塔式起重机为研究对象,建立了塔机塔身钢结构及销轴连接处损伤理论模型,并在ANSYS中获取了不同工况下无损时的特征信号,通过对不同损伤情况进行有限元模拟,得到了不同损伤情况下所对应的特征信号,最后将损伤与无损情况下的特征信号进行对比分析,得到了不同损伤情况下塔身顶端特征点的位移变化规律,且建立了塔式起重机梁单元有限元模型快速参数化设计系统。主要内容如下:（1）基于ANSYS APDL命令流的方式,建立变截面梁单元模型,在此基础上将实体单元与梁杆单元相结合建立多尺度模型,针对塔式起重机不同构件采取不同的实体建模方式,在损伤位置处建立实体模型描述损伤具体细节。（2）以损伤力学理论为基础,建立了腐蚀理论模型,对自然腐蚀及应力腐蚀情况下的腐蚀速率、时间进行分析;针对塔式起重机钢结构防腐层会从薄弱位置开始失效并会产生腐蚀疲劳损伤的情况,在塔身底端应力较大处构建变截面梁杆及实体两种不同模型,用来对塔机钢结构腐蚀的不同阶段进行模拟,定性的判断腐蚀过程中不同阶段不同要素对于特征点位移差值的影响。结果表明:自然腐蚀阶段对于特征点位移差值影响较小,会出现拐点,但不同地区腐蚀程度差距较大;应力腐蚀中出现腐蚀坑阶段,损伤所在位置处的应力大小是影响特征点位移差值的主要因素,其次是腐蚀坑的深度及个数。应力腐蚀中腐蚀断裂阶段,横向腐蚀断裂相较于纵向腐蚀断裂对于特征点位移差值影响较大,且会随着深度的增加,二者对于特征点位移差值影响的差距逐渐增大。（3）对销轴进行应力分析,得到了应力分布情况。将损伤力学中的连续度的定义引入到销轴连接处损伤中,针对在实际工程中塔式起重机销轴连接处销轴与耳板内孔可能存在较大间隙的情形,建立一节标准节多尺度模型,对不同位置处销轴损伤进行模拟,定性的判断不同位置处销轴不同间隙损伤情况下对于宏观表征的影响。结果表明:在最大起升载荷下,当损伤连续度在0.25之后时,不同工况下受影响较大的某个主肢位移差值会发生突变;当主肢1双销轴发生连接间隙损伤时,相较于单销轴连接间隙损伤,在X、Z方向上对主肢2特征点位移差值影响较大;当多主肢单销轴不同侧的销轴发生连接间隙损伤时,相较于同侧的销轴连接间隙损伤,其对于多主肢双销轴相邻主肢连接间隙损伤特征点位移差值起主要影响作用。（4）针对传统的GUI建模方法存在建模慢,模型更新困难等问题。在Windows操作系统中利用Delphi作为开发工具,采用Delphi语言对APDL命令流进行二次开发,建立塔式起重机梁单元有限元模型快速参数化设计系统,以期建立塔机模型损伤数据库。总之,本文使用ANSYS APDL命令流建立多种有限元模型,在理论模型的基础上,对塔式起重机塔身钢结构腐蚀损伤及销轴连接处损伤进行了较为准确的模拟,通过特征点位移的变化即宏观表征,实现了塔身不同损伤状态下的快速识别,并建立了快速参数化设计系统,为下一步塔式起重机的安全风险评估及寿命预测打下基础。