与日新月异的城市面貌和不断刷新的超高层高度、建设速度相比，国内对像M900D这样的动臂塔机研究较少，仅有的研究也很少是涉及到土建方面，大多是机械方面，且研究深度和细致度较低，甚至缺少相关参数、数据。现在的施工单位只能生搬硬套，不仅浪费成本，也可能带来巨大安全隐患，迫切需要对其进行详细研究。基于以上背景，本文以M900D研究为依托，对该塔吊进行了相关的研究工作。对该穿墙牛腿进行有限元分析，预计出承载力，并进行了现场实验。由于实验不确定因素较多，通过生死单元技术，对一些反常结果进行了原因分析。由于牛腿设计不合理，通过拓扑分析得到最优的牛腿形状。对塔吊旋转360度进行了现场试验和有限元分析，研究受力情况，并通过灵敏度分析研究塔吊部分、支承梁部分的最大内力和应力的变化情况，得出吊臂角度变化对各个参数的灵敏度，对设计的支承梁进行优化分析。需要强调的是，对在研究课题中遇到的困难，提出创新性的解决方案。对牛腿的现场实验中，常规方案会损坏剪力墙，本文并没有按常规方法去加强剪力墙，而是改变传力机制，将原本的混凝土受拉变成混凝土受压。此外，与在实验室做实验不同，现场实验往往有很多不确定因素，实验环境也较差。在碰到反常的实验结果时，本文根据现场发现的不利因素，通过理论及有限元分析，得到它对实验结果的影响。本文通过以上研究内容，得到如下的研究成果：（1）牛腿结构试件在设计荷载作用下，保持弹性，各方面性能较好，满足设计要求；在1.67倍设计荷载下，性能较好，残余变形和残余应力较小。试件上一些凸起、凹陷引起的局部卡住情况造成了实验结果曲线中出现一些突变和应变总体上增大但先减小的奇怪现象。根据位移荷载曲线及螺栓、牛腿板、混凝土的应力应变情况，认为承载力为2400kN，但局部须采取相应加强措施。建议在最下排螺栓处增加套管防止混凝土局压，适当减小中间牛腿板宽度的收缩幅度，并给出最优化方案。（2）塔吊吊臂在旋转360度过程中，由于在非工作状态配重及风荷载的影响，塔吊在工作状态和非工作状态下所受荷载是差不多的，因而变化幅度也差不多，都需要引起足够的重视。对于塔吊底部应变、支撑梁跨中应变，不管是受拉还是受压，绝对值都呈现了先增加后减小的变化规律，4个塔吊脚部支座及支撑梁跨中应变的变化趋势基本呈现反对称。塔吊底部最大轴力的灵敏度较大，支撑梁部分的应力、变形及梁端剪力较小，但是非工作状态下旋转角度对支撑梁变形影响较大。