众所周知，塔式起重机已经成为了当今工程施工过程中不可或缺的起重设备，所以其结构是否安全可靠、耐疲劳程度是否满足要求成为了工程施工领域重点关注的安全指标。起升、变幅与回转是塔式起重机的三个重点工作流程。重物在起吊或下降时塔机钢结构承受冲击载荷作用，变幅或回转时塔机钢结构承受交变载荷作用。此外，其作业时还会受到环境温度变化以及风载影响等。上述问题都将对塔机的疲劳寿命造成不同程度的破坏。调查发现，塔机的钢结构遭受疲劳破坏是作业过程中发生事故的主要原因。本文的主要工作内容如下：1）介绍了国内外塔式起重机的现状，并重点叙述了钢结构疲劳失效的检验手段与分析方法，同时制定了疲劳失效分析的流程图。2）利用ANSYS的前处理模块对塔机整体进行建模处理，对其典型作业状态进行分析，根据得到的应力分布云图，找出应力集中与局部大应力等隐患点所在位置。3）文中把塔式起重机的疲劳载荷归为冲击载荷与变幅载荷两类。使用现场观测与概率统计的办法对变幅载荷进行分析，得出了变幅小车的运动统计数据，得出其运行频数与起重臂每节坐标之间正态分布的结论，并绘制了正态概率密度曲线。分析五种典型工况下变幅载荷的时间历程时，文中将周期设置为一天。对于冲击载荷，本文是利用振动原理把钢丝绳简化为一根弹簧，然后根据振动公式求出钢丝绳的位移响应，计算典型作业状态时起升钢丝绳内应力时间关系，然后求出冲击载荷时间历程。4）文中利用MSC.FATIGUE软件对QTZ4010型塔式起重机进行了疲劳寿命分析，并介绍了分析的步骤和方法，得出了计算疲劳寿命分析的可靠方法。分析后认为QTZ4010型设备起重臂的疲劳寿命问题可以不用考虑。5）根据前面得出的分析数据，并应用MSC.FATIGUE软件得出了疲劳应力云图，然后通过改变疲劳危险点处的尺寸来对塔机进行优化。