塔吊結構模型方案設計

1、實用文檔塔吊結構模型設計理論方案參賽學院：參賽隊名：參賽組員：參賽組長：二O四年十二月十四日目錄目錄 21 設計說明書 31.1方案構思 31.2結構選型 32. 材料性能與制作經驗 42.1材料力學性能指標 42.2制作經驗 43. 計算書 53.1計算模型整體效果圖 53.2結構計算假定和各個單元物理參數 5計算假定 53.3 構件截面尺寸 53.3結構計算簡 64. 結語 101 .設計說明書本塔吊以紙和線為材料，充分利用線的彈性作用。而現代結構講究結構與建 筑美學相適應，在滿足結構功能的同時體現建筑美， 同時也傳遞一種精神，一種 理念。這是本作品設計的源泉，打破傳統(tǒng)塔吊的結構型式，具有

2、極強的視覺沖擊 與震撼，體現了力與美的完美結合。以創(chuàng)新為支點，撐起未來的希望。1.1方案構思形象是結構內在品質物化的外在形態(tài)，是表現結構內涵和個性的形式和語言 系統(tǒng)。為使我們的結構能給人留下特別的印象， 考慮從各種技術手段上來表現結 構形象。我們的結構采用上面一個三三角形， 作為一個支撐單元，撐起整體。塔身共 有4根主承重桿件，塔頂有3根主選柱子作為首要支撐，整個結構外觀簡潔、新 穎，賦予塔吊以生氣。1.2結構選型初步設計時仔細的考慮了傳統(tǒng)結構形式和材料用量，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。整體是一個近似實體塔吊的結構，本著大

3、賽的宗旨，創(chuàng)新，我們將塔吊的 吊臂結構制作成兩部分，一個支點撐起整個吊臂，兩個部分相互承載，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，連接時保證a、b、c三點在一條直線，防止加載時偏心。拉力大的地方用紙帶。我們的連接點都是剛 結點，超靜定模型比較穩(wěn)固。下面支座主桿件之間用撐桿件連接， 整體連接有幾 個優(yōu)點：（1）桿作為支撐桿可以有效增加結構抗扭剛度，減小結構水平位移。（2）外形簡潔大方。（3）桿件的數量明顯減少，節(jié)點加工方便。（4）從整體看結構比較對稱，簡單穩(wěn)定。2. 材料性能與制作經驗2.1材料力學性能指標查資料結合實際知道1、230g白卡紙彈性模量與拉應力.壓應力彈性模量

4、（MPa拉應力（MPa 壓應力（MPa56.922.27.02、蠟線極限拉力股數 123 45 6極限力（N） 48 110 168 207 225 2322.2制作經驗經過我們多次的制作嘗試，我們得出了以下幾點經驗：（1）模具的選擇。我們的結構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)格進行卷紙，卷的過程我們發(fā)現當平行與紙張條紋卷的時候卷得順且易，成品的剛度也相對較大；反之，當垂直與條紋卷時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，以便很好地涂抹， 但不能太

5、稀，否則很難控制粘貼。膠合的時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應力的施加，錨固也有講究，可以使結構更加穩(wěn) 定，在受外力荷載時變形不會過大。3. 計算書3.1計算模型整體效果圖3.2結構計算假定和各個單元物理參數計算假定（1）因為桿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 似認為剛接。（2）各桿件的連接節(jié)點，由于采取了加強措施，所以也應該視為剛接。（3）我們的結構要受橫向荷載作用，所以計算時主桿和支撐均采用空間桿 件單元。（4）計算時所有的荷載均等效為作用在節(jié)

6、點上的集中荷載3.3構件截面尺寸（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內直徑（d）: 8mm3.4 結構計算簡圖為計算簡單，現將其簡化為如下模型:（一）荷載分析位移計算圖 位移計算表桿端位移值（乘子=1）桿端1桿端21-0.00000000-0.000000340.00000001-0.00000001-0.000000150.000000002-0.00000001-0.000000150.00000000-0.00000001-0.000000100.000000003-0.00000001-0

7、.000000100.00000000-0.00000001-0.000000050.000000004-0.00000001-0.000000050.00000000-0.00000002-0.000000010.000000005-0.00000002-0.000000010.00000000-0.00000002-0.000000000.000000006-0.00000002-0.000000000.00000000-0.000000020.000000010.000000007-0.000000020.000000010.00000000-0.000000020.000000030.

8、000000008-0.000000020.000000030.00000000-0.00000006-0.000000000.000000009-0.00000006-0.000000000.00000000-0.00000000-0.000000340.0000000110-0.00000000-0.000000340.00000001-0.00000001-0.000000150.0000000011-0.00000006-0.000000000.00000000-0.00000002-0.000000000.0000000012-0.00000006-0.000000000.00000

9、000-0.000000020.000000010.0000000013-0.00000006-0.000000000.00000000-0.00000002-0.000000010.0000000014-0.00000001-0.000000100.00000000-0.00000006-0.000000000.0000000015-0.00000001-0.000000050.00000000-0.00000004-0.000000050.0000000016-0.00000004-0.000000050.00000000-0.00000002-0.000000010.0000000017

10、-0.00000002-0.000000010.00000000-0.00000001-0.000000010.0000000018-0.00000001-0.000000010.000000000.000000000.000000000.0000000019-0.000000020.000000010.00000000-0.000000010.000000000.0000000020-0.000000010.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000021-0.000000020.000000010.00000000-0.00000001-

11、0.000000010.0000000022-0.00000001-0.000000010.000000000.000000000.000000000.0000000023-0.00000001-0.000000150.00000000-0.00000006-0.000000000.00000000單元碼 U - 水平位移 v - 豎直位移-轉角u -水平位移 v -豎直位移-轉角（二）內力分析13M內力計算表桿端內力值（ 乘子=1）桿端1桿端2單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩1-12.00000000.000000000.00000000-12.00000000.000000000.00000

12、0002-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.000000003-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.000000004-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.000000005-12.55000000.000000000.00000000-12.55000000.000000000.000000006-12.55000000.000000000.00000000-12.55000000.

13、000000000.000000007-4.000000000.000000000.00000000-4.000000000.000000000.0000000085.656854250.000000000.000000005.656854250.000000000.00000000924.73863370.000000000.0000000024.73863370.000000000.0000000010-12.00000000.000000000.00000000-12.00000000.000000000.00000000110.000000000.000000000.000000000

14、.000000000.000000000.000000001219.11838120.000000000.0000000019.11838120.000000000.0000000013-31.41675500.000000000.00000000-31.41675500.000000000.00000000140.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000150.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000160.000000000.0000000

15、00.000000000.000000000.000000000.0000000017-28.10000000.000000000.00000000-28.10000000.000000000.0000000018-28.10000000.000000000.00000000-28.10000000.000000000.000000001917.10000000.000000000.0000000017.10000000.000000000.000000002017.10000000.000000000.0000000017.10000000.000000000.00000000210.000

16、000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000220.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000232.785677660.000000000.000000002.785677660.000000000.00000000（三）彎矩分析圖B14（四）剪力分析圖4. 結語感謝陳老師給我們參賽的機會。這次結構設計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。在社會實踐中，我們根據自己的愛好和特 長，充分展示自己，使自己的個性發(fā)展得到支持和鼓勵，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，我經常會遇到“為什么”和“怎么做”，這就要求我要會質疑和反思，要求我們對問題要多方位、多角度地思考，從而激 發(fā)蘊藏在我們身上的潛在創(chuàng)造性。在結構