近年来,高层及超高层建筑以其占用土地面积小、合理利用空间和结构造型美观等优点得到了工程师们的亲睐,一栋栋外观新颖别致、结构复杂合理的高层和超高层建筑不断涌现,成为了各大城市的地标性建筑。塔吊作为高层建筑施工过程中主要的垂直运输设备,直接制约着工程的施工进度和经济效益。在有些高层建筑施工中,由于场地的限制,塔机需要悬挂在建筑的钢结构外框架上。这就需要针对所使用的塔机和实际情况来设计塔机的外挂式支护系统,因此研究并完善超高层中塔式起重机的外挂式支护系统就成为了一个新课题,具有非常现实的意义。本课题针对实际工程做了以下研究:首先,根据实际工况对塔式起重机的外挂式支护系统结构进行了设计。依据塔机安装位置和屋面吊的自身性能和特点,从塔机支撑结构的受力和结构布置两个角度研究,确定其支撑结构组成方案,并对具体结构进行了有限元建模,为后续分析打下基础。然后,研究了支护点刚度与支护结构受力之间的关系。通过改变下层支撑钢梁的截面惯性矩,或上层支撑结构中杆件的截面面积的方式,改变支撑点刚度,从而使支护系统所受外力减小到合理的范围,对于支点刚度不同的塔机外挂架设计和安装具有指导意义。其次,对支护系统中主梁参数的匹配进行了研究。为保证塔机安装在外挂架上后,塔身与地面垂直,研究了主梁参数之间的关系,如截面惯性矩、主梁倾角和斜拉杆铰点位置等,并进行了合理匹配。保证了塔机在高空作业的安全,为塔机外挂式支护系统结构的设计提供了依据。最后,研究了与楼层加强相关的预埋件结构形式,并运用Abaqus有限元软件对预埋件、混凝土墙体、钢筋等进行了受力分析,确保预埋件具有足够的结构强度。根据计算分析结果,确定预埋件的合理结构形式,并应用在施工现场,检验其合理性。本研究成果应用到实际工程,即沈阳市府恒隆广场塔楼一的建筑施工中,该工程属于超高层建筑,塔楼一高度达350.66m,确保了工程顺利施工。本课题的研究方法为未来同类建筑物施工中塔式起重机的外挂式支护系统的设计,提供了可以借鉴的理论依据和实际工程经验。