塔吊结构模型设计方案

1、塔吊结构模型设计理论方案参赛学院：参赛队名：参赛组员：参赛组长：二.一四年十二月十四日目录目录2.1 .设计说明书3.1.1 方案构思3.1.2 结构选型3.2 .材料性能与制作经验4.2.1 材料力学性能指标4.2.2 制作经验4.3 .计算书5.3.1 计算模型整体效果图5.3.2 结构计算假定和各个单元物理参数53.3 定5.3.4 构件截面尺寸5.3.3结构计算简6.4.结语1.Q1 .设计说明书本塔吊以纸和线为材料,充分利用线的弹性作用.而现代结构讲究结构与建筑美学相适应,在满足结构功能的同时表达建筑美,同时也传递一种精神,一种理念.这是本作品设计的源泉,打破传统塔吊的结构型式,具有

2、极强的视觉冲击与震撼,表达了力与美的完美结合.以创新为支点,撑起未来的希望.1.1 方案构思形象是结构内在品质物化的外在形态,是表现结构内涵和个性的形式和语言系统.为使我们的结构能给人留下特别的印象,考虑从各种技术手段上来表现结构形象.我们的结构采用上面一个三三角形,作为一个支撑单元,撑起整体.塔身共有4根主承重杆件,塔顶有3根主选柱子作为首要支撑,整个结构外观简洁、新颖,赋予塔吊以生气.1.2 结构选型初步设计时仔细的考虑了传统结构形式和材料用量,得出初步的方案采用以竖杆为主要承重杆件承受竖向荷载,辅以截面较小的斜向和水平支撑来承受水平荷载.整体是一个近似实体塔吊的结构,本着大赛的宗旨,创新

3、,我们将塔吊的吊臂结构制作成两局部,一个支点撑起整个吊臂,两个局部相互承载,将杆件的水平发挥的最大,主杆件连接多用三角形,三角形稳定,连接时保证a、b、c三点在一条直线,预防加载时偏心.拉力大的地方用纸带.我们的连接点都是刚结点,超静定模型比拟稳固.下面支座主杆件之间用撑杆件连接,整体连接有几个优点：(1)杆作为支撑杆可以有效增加结构抗扭刚度,减小结构水平位移.(2)外形简洁大方.(3)杆件的数量明显减少,节点加工方便.(4)从整体看结构比拟对称,简单稳定.2,材料性能与制作经验2.1材料力学性能指标查资料结合实际知道1、230g白卡纸弹性模量与拉应力.压应力弹性模量(MPa拉应力(MPa压应

4、力(MPa56.922.27.02、蜡线极限拉力股数123456极限力(N)481101682072252322.2制作经验经过我们屡次的制作尝试,我们得出了以下几点经验：(1)模具的选择.我们的结构杆件均是空心圆柱体,所以我们找到了直径12mm勺钢管、直径8mm勺钢管来卷各杆件.(2)白卡纸纹线的合理.刚开始我们由于追求速度而随意量取规格进行卷纸,卷的过程我们发现当平行与纸张条纹卷的时候卷得顺且易,成品的刚度也相对较大；反之,当垂直与条纹卷时容易使纸张褶皱且成品刚度低.(3)胶水的使用很有讲究.胶水必须有一定的流动度,以便很好地涂抹,但不能太稀,否那么很难限制粘贴.胶合的时候最好用工具对粘贴

5、面施加一定的压力,这样可以保存粘贴良好,外表也美观.使用胶水时预防对胶水的揉搓,否那么会使胶水发黄变黑影响美观.(4)对于杆件和蜡线的预应力的施加,锚固也有讲究,可以使结构更加稳定,在受外力荷载时变形不会过大.3.计算书3.1 计算模型整体效果图3.2 结构计算假定和各个单元物理参数计算假定(1)由于杆件下部用大量胶水灌注,并用纸片固定,因而底部支座可以近似认为刚接.(2)各杆件的连接节点,由于采取了增强举措,所以也应该视为刚接.(3)我们的结构要受横向荷载作用,所以计算时主杆和支撑均采用空间杆件单元.(4)计算时所有的荷载均等效为作用在节点上的集中荷载3.3 构件截面尺寸(1)主杆采用圆环截

6、面截面外直径(D)16mm截面内直径(d):12mm(2)支撑采用圆环截面截面1外直径D10mm截面1内直径d:8mm3.4 结构计算简图为计算简单,现将其简化为如下模型：一荷载分析位移计算图位移计算表杆端位移值乘子=1杆端1杆端2单元码u-水平位移V-竖直位移-转角u-水平位移V-竖直位移-转角1-0.00000000-0.000000340.00000001-0.00000001-0.000000150.000000002-0.00000001-0.000000150.00000000-0.00000001-0.000000100.000000003-0.00000001-0.000000

7、100.00000000-0.00000001-0.000000050.000000004-0.00000001-0.000000050.00000000-0.00000002-0.000000010.000000005-0.00000002-0.000000010.00000000-0.00000002-0.000000000.000000006-0.00000002-0.000000000.00000000-0.000000020.000000010.000000007-0.000000020.000000010.00000000-0.000000020.000000030.0000000

8、08-0.000000020.000000030.00000000-0.00000006-0.000000000.000000009-0.00000006-0.000000000.00000000-0.00000000-0.000000340.0000000110-0.00000000-0.000000340.00000001-0.00000001-0.000000150.0000000011-0.00000006-0.000000000.00000000-0.00000002-0.000000000.0000000012-0.00000006-0.000000000.00000000-0.0

9、00000020.000000010.0000000013-0.00000006-0.000000000.00000000-0.00000002-0.000000010.0000000014-0.00000001-0.000000100.00000000-0.00000006-0.000000000.0000000015-0.00000001-0.000000050.00000000-0.00000004-0.000000050.0000000016-0.00000004-0.000000050.00000000-0.00000002-0.000000010.0000000017-0.0000

10、0002-0.000000010.00000000-0.00000001-0.000000010.0000000018-0.00000001-0.000000010.000000000.000000000.000000000.0000000019-0.000000020.000000010.00000000-0.000000010.000000000.0000000020-0.000000010.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000021-0.000000020.000000010.00000000-0.00000001-0.00000

11、0010.0000000022-0.00000001-0.000000010.000000000.000000000.000000000.0000000023-0.00000001-0.000000150.00000000-0.00000006-0.000000000.00000000二内力分析19H内力计算表杆端内力值乘子=1杆端1弯矩杆端21-12.00000000.000000000.00000000-12.00000000.000000000.000000002-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.000000003

12、-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.000000004-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.000000005-12.55000000.000000000.00000000-12.55000000.000000000.000000006-12.55000000.000000000.00000000-12.55000000.000000000.000000007-4.000000000.000000000.00000000-4.000000000.0000

13、00000.0000000085.656854250.000000000.000000005.656854250.000000000.00000000924.73863370.000000000.0000000024.73863370.000000000.0000000010-12.00000000.000000000.00000000-12.00000000.000000000.00000000110.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.000000001219.11838120.000000000.0000000019.118

14、38120.000000000.0000000013-31.41675500.000000000.00000000-31.41675500.000000000.00000000140.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000150.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000160.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000017-28.10000000.000000000.0

15、0000000-28.10000000.000000000.0000000018-28.10000000.000000000.00000000-28.10000000.000000000.000000001917.10000000.000000000.0000000017.10000000.000000000.000000002017.10000000.000000000.0000000017.10000000.000000000.00000000210.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000单元码轴力剪力轴力剪力弯

16、矩220.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000232.785677660.000000000.000000002.785677660.000000000.00000000三弯矩分析图四剪力分析图4.结语感谢陈老师给我们参赛的时机.这次结构设计给了我们充分展示自我的开展空间,可自由发挥我们的爱好和特长.在社会实践中,我们根据自己的爱好和特长,充分展示自己,使自己的个性开展得到支持和鼓励,逐渐形成了自己的特色.还激发了我们的创新意识.在困难中,我经常会遇到“为什么和“怎么做,这就要求我要会质疑和反思,要求我们对问题要多方位、多角度地思考,从而激发蕴藏在我们身上的潜在创造性