“支點(diǎn)”塔吊結(jié)構(gòu)模型方案設(shè)計(jì)

1、實(shí)用文檔 “支點(diǎn)”塔吊結(jié)構(gòu)模型設(shè) 計(jì)理論方案 參賽學(xué)校： 參賽隊(duì)員： 指導(dǎo)老師： 二o年一月二十九日 大全 目錄 目錄 2 1 設(shè)計(jì)說明書 3 1.1方案構(gòu)思 3 1.2結(jié)構(gòu)選型 3 2. 材料性能與制作經(jīng)驗(yàn) 4 2.1材料力學(xué)性能指標(biāo) 4 2.2制作經(jīng)驗(yàn) 4 3. 計(jì)算書 5 3.1計(jì)算模型整體效果圖 5 3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算假定和各個(gè)單元物理參數(shù) 5 計(jì)算假定 5 3.3 構(gòu)件截面尺寸 5 4. 結(jié)語 8 11 1 .設(shè)計(jì)說明書 給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撐起整個(gè)地球?，F(xiàn)代結(jié)構(gòu)講究結(jié)構(gòu)與建筑美學(xué)相適應(yīng)， 在滿足結(jié)構(gòu)功能的同時(shí)體現(xiàn)建筑美， 同時(shí)也傳遞一種精神，一種理念。這是本作 品設(shè)計(jì)的源泉，打破傳統(tǒng)塔

2、吊的結(jié)構(gòu)型式，具有極強(qiáng)的視覺沖擊與震撼，體現(xiàn)了 力與美的完美結(jié)合。以創(chuàng)新為支點(diǎn)，撐起未來的希望。 1.1方案構(gòu)思 形象是結(jié)構(gòu)內(nèi)在品質(zhì)物化的外在形態(tài)，是表現(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)涵和個(gè)性的形式和語言 系統(tǒng)。為使我們的結(jié)構(gòu)能給人留下特別的印象， 考慮從各種技術(shù)手段上來表現(xiàn)結(jié) 構(gòu)形象。 我們的結(jié)構(gòu)采用上面一個(gè)三棱錐形， 寓意作為一個(gè)支點(diǎn)，撐起整體。塔身共 有16根主承重桿件，整個(gè)結(jié)構(gòu)外觀簡潔、新穎，賦予塔吊以生氣。 1.2結(jié)構(gòu)選型 初步設(shè)計(jì)時(shí)仔細(xì)的考慮了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式和材料用量，得出初步的方案采用 以豎桿為主要承重桿件承受豎向荷載，輔以截面較小的斜向和水平支撐來承受水 平荷載。 整體是一個(gè)近似實(shí)體塔吊的結(jié)構(gòu)，本著大賽

3、的宗旨，創(chuàng)新，我們將塔吊的 吊臂結(jié)構(gòu)制作成兩部分，一個(gè)支點(diǎn)撐起整個(gè)吊臂，兩個(gè)部分相互承載，將桿件的 能力發(fā)揮的最大，主桿件連接多用三角形，三角形穩(wěn)定，連接時(shí)保證a、b、c 三點(diǎn)在一條直線，防止加載時(shí)偏心。拉力大的地方用紙帶。我們的連接點(diǎn)都是剛 結(jié)點(diǎn)，超靜定模型比較穩(wěn)固。下面支座主桿件之間用斜撐桿件連接， 整體連接有 幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （1）斜桿作為支撐桿可以有效增加結(jié)構(gòu)抗扭剛度，減小結(jié)構(gòu)水平位移。 （2）外形簡潔大方。 （3）桿件的數(shù)量明顯減少，節(jié)點(diǎn)加工方便。 （4）從整體看結(jié)構(gòu)比較對稱，簡單穩(wěn)定。 2. 材料性能與制作經(jīng)驗(yàn) 2.1材料力學(xué)性能指標(biāo) 1、230g白卡紙彈性模量與拉應(yīng)力.壓應(yīng)力 彈性模

4、量（MPa拉應(yīng)力（MPa 壓應(yīng)力（MPa 56.922.27.0 2、蠟線極限拉力 股數(shù) 123 45 6 極限力（N） 48 110 168 207 225 232 2.2制作經(jīng)驗(yàn) 經(jīng)過我們多次的制作嘗試，我們得出了以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)： （1）模具的選擇。我們的結(jié)構(gòu)桿件均是空心圓柱體，所以我們找到了直徑 12mm勺鋼管、直徑8mm勺鋼管來卷各桿件。 （2）白卡紙紋線的合理。剛開始我們由于追求速度而隨意量取規(guī)格進(jìn)行卷 紙，卷的過程我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)平行與紙張條紋卷的時(shí)候卷得順且易，成品的剛度也相 對較大；反之，當(dāng)垂直與條紋卷時(shí)容易使紙張褶皺且成品剛度低。 （3）膠水的使用很有講究。膠水必須有一定的流動度，以

5、便很好地涂抹， 但不能太稀，否則很難控制粘貼。膠合的時(shí)候最好用工具對粘貼面施加一定的壓 力，這樣可以保存粘貼良好，外表也美觀。使用膠水時(shí)避免對膠水的揉搓，否則 會使膠水發(fā)黃變黑影響美觀。 （4）對于桿件和蠟線的預(yù)應(yīng)力的施加，錨固也有講究，可以使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn) 定，在受外力荷載時(shí)變形不會過大。 3. 計(jì)算書 3.1計(jì)算模型整體效果圖 3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算假定和各個(gè)單元物理參數(shù) 計(jì)算假定 （1）因?yàn)闂U件下部用大量膠水灌注，并用紙片固定，因而底部支座可以近 似認(rèn)為剛接。 （2）各桿件的連接節(jié)點(diǎn)，由于采取了加強(qiáng)措施，所以也應(yīng)該視為剛接。 （3）我們的結(jié)構(gòu)要受橫向荷載作用，所以計(jì)算時(shí)主桿和支撐均采用空間桿 件單元

6、。 （4）計(jì)算時(shí)所有的荷載均等效為作用在節(jié)點(diǎn)上的集中荷載 3.3構(gòu)件截面尺寸 （1）主桿采用圓環(huán)截面 截面外直徑（D） 16mm截面內(nèi)直徑（d）: 12mm （2）支撐采用圓環(huán)截面 截面1外直徑（D） 10mm 截面1內(nèi)直徑（d）: 8mm 3.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 （一）荷載分析 位移計(jì)算圖 位移計(jì)算表 桿端位移值（乘子=1） 水平位移 v-豎直位移-轉(zhuǎn)角 桿端1桿端2 1 -0.00000000 -0.00000034 0.00000001 -0.00000001 -0.00000015 0.00000000 2 -0.00000001 -0.00000015 0.00000000 -0.00

7、000001 -0.00000010 0.00000000 3 -0.00000001 -0.00000010 0.00000000 -0.00000001 -0.00000005 0.00000000 4 -0.00000001 -0.00000005 0.00000000 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 5 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 -0.00000002 -0.00000000 0.00000000 6 -0.00000002 -0.00000000 0.00000000 -0.00000002 0.000

8、00001 0.00000000 7 -0.00000002 0.00000001 0.00000000 -0.00000002 0.00000003 0.00000000 8 -0.00000002 0.00000003 0.00000000 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 9 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 -0.00000000 -0.00000034 0.00000001 10 -0.00000000 -0.00000034 0.00000001 -0.00000001 -0.00000015 0.000000

9、00 11 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 -0.00000002 -0.00000000 0.00000000 12 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 -0.00000002 0.00000001 0.00000000 13 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 單元碼 u -水平位移 v - 豎直位移-轉(zhuǎn)角 u - 14 -0.00000001 -0.00000010 0.00000000 -0.00000006 -

10、0.00000000 0.00000000 15 -0.00000001 -0.00000005 0.00000000 -0.00000004 -0.00000005 0.00000000 16 -0.00000004 -0.00000005 0.00000000 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 17 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 -0.00000001 -0.00000001 0.00000000 18 -0.00000001 -0.00000001 0.00000000 0.00000000 0.00000000

11、 0.00000000 19 -0.00000002 0.00000001 0.00000000 -0.00000001 0.00000000 0.00000000 20 -0.00000001 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 21 -0.00000002 0.00000001 0.00000000 -0.00000001 -0.00000001 0.00000000 22 -0.00000001 -0.00000001 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 23 -

12、0.00000001 -0.00000015 0.00000000 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 （二）內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算圖 內(nèi)力計(jì)算表 桿端內(nèi)力值（乘子=1） 桿端2 單元碼軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 1 -12.0000000 0.00000000 0.00000000 -12.0000000 0.00000000 0.00000000 2 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 3 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 -

13、26.6000000 0.00000000 0.00000000 4 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 5 -12.5500000 0.00000000 0.00000000 -12.5500000 0.00000000 0.00000000 6 -12.5500000 0.00000000 0.00000000 -12.5500000 0.00000000 0.00000000 7 -4.00000000 0.00000000 0.00000000 -4.00000000 0.0000000

14、0 0.00000000 桿端1 彎矩 8 5.65685425 0.00000000 0.00000000 5.65685425 0.00000000 0.00000000 9 24.7386337 0.00000000 0.00000000 24.7386337 0.00000000 0.00000000 10 -12.0000000 0.00000000 0.00000000 -12.0000000 0.00000000 0.00000000 11 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 12 1

15、9.1183812 0.00000000 0.00000000 19.1183812 0.00000000 0.00000000 13 -31.4167550 0.00000000 0.00000000 -31.4167550 0.00000000 0.00000000 14 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 15 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 16 0.00000000 0.00000000 0

16、.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 17 -28.1000000 0.00000000 0.00000000 -28.1000000 0.00000000 0.00000000 18 -28.1000000 0.00000000 0.00000000 -28.1000000 0.00000000 0.00000000 19 17.1000000 0.00000000 0.00000000 17.1000000 0.00000000 0.00000000 20 17.1000000 0.00000000 0.00000000 17.1000000

17、 0.00000000 0.00000000 21 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 22 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 23 2.78567766 0.00000000 0.00000000 2.78567766 0.00000000 0.00000000 （三）彎矩分析圖 （四）剪力分析圖 4. 結(jié)語 這次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給了我們充分展示自我的發(fā)展空間， 可自由發(fā)揮我們的愛好和 特長。在社會實(shí)踐中，我們根據(jù)自己的愛好和特長，充分展示自己，使自己的個(gè) 性發(fā)展得到支持和鼓勵(lì)，逐漸形成了自己的特色。還激發(fā)了我們的創(chuàng)新意識。在 困難中，我經(jīng)常會遇到“為什么”和“怎么做”，這就要求我要會質(zhì)疑和反思， 要求我們對問題要多方位、多角度地思考，從而激發(fā)蘊(yùn)藏在我們