塔吊結(jié)構(gòu)模型方案設(shè)計(jì)

1、實(shí)用文檔塔吊結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)理論方案參賽學(xué)院：參賽隊(duì)名：參賽組員：參賽組長(zhǎng)：二O四年十二月十四日目錄目錄 21 設(shè)計(jì)說明書 31.1方案構(gòu)思 31.2結(jié)構(gòu)選型 32. 材料性能與制作經(jīng)驗(yàn) 42.1材料力學(xué)性能指標(biāo) 42.2制作經(jīng)驗(yàn) 43. 計(jì)算書 53.1計(jì)算模型整體效果圖 53.2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 53.3 構(gòu)件截面尺寸 53.3結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn) 64. 結(jié)語 101 .設(shè)計(jì)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(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)塔吊的結(jié)構(gòu)型式，具有

2、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)三三角形， 作為一個(gè)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(gè)結(jié)構(gòu)外觀簡(jiǎn)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

3、賽的宗旨，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撐桿件連接， 整體連接有幾 個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）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(jiǎn)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(duì)稱，簡(jiǎn)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)查資料結(jié)合實(shí)際知道1、230g白卡紙彈性模量與拉應(yīng)力.壓應(yīng)力彈性模量

4、（MPa拉應(yīng)力（MPa 壓應(yīng)力（MPa56.922.27.02、蠟線極限拉力股數(shù) 123 45 6極限力（N） 48 110 168 207 225 2322.2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(duì)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(dòng)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(shí)候最好用工具對(duì)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(duì)膠水的揉搓，否則 會(huì)使膠水發(fā)黃變黑影響美觀。（4）對(duì)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(huì)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。（4）計(jì)算時(shí)所有的荷載均等效為作用在節(jié)

6、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）: 8mm3.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖為計(jì)算簡(jiǎn)單，現(xiàn)將其簡(jiǎn)化為如下模型:（一）荷載分析位移計(jì)算圖 位移計(jì)算表?xiàng)U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(zhuǎn)角u -水平位移 v -豎直位移-轉(zhuǎn)角（二）內(nèi)力分析13M內(nèi)力計(jì)算表?xiàng)U端內(nèi)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(jié)語感謝陳老師給我們參賽的機(jī)會(huì)。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(zhǎng)。在社會(huì)實(shí)踐中，我們根據(jù)自己的愛好和特 長(zhǎng)，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(shí)。在困難中，我經(jīng)常會(huì)遇到“為什么”和“怎么做”，這就要求我要會(huì)質(zhì)疑和反思，要求我們對(duì)問題要多方位、多角度地思考，從而激 發(fā)蘊(yùn)藏在我們身上的潛在創(chuàng)造性。在結(jié)構(gòu)