塔吊结构模型设计方案

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21设计说明书31.1方案构思31.2结构选型32.材料性能与制作经验42.1 材料力学性能指标42.2 制作经验43计算书53.1 计算模型整体效果图53.2 结构计算假定和各个单元物理参数5计算假定53.3 构件截面尺寸5 3. 3 结构计算简.64. 结语101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体现建筑美，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，具有极强的视觉冲击与震撼，体现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，我们将塔吊的吊臂结构制作成两部分，一个支点撑起整个吊臂，两个部分相互承载，将杆件的能力发挥的最大，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，防止加载时偏心。拉力大的地方用纸带。我们的连接点都是刚结点，超静定模型比较稳固。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）从整体看结构比较对称，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） 压应力（MPa）56.9 22.2 7.02、蜡线极限拉力 股数 1 2 3 4 5 6 极限力（N） 48 110 168 207 225 2322.2 制作经验经过我们多次的制作尝试，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的钢管、直径8mm的钢管来卷各杆件。（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，否则很难控制粘贴。胶合的时候最好用工具对粘贴面施加一定的压力，这样可以保存粘贴良好，外表也美观。使用胶水时避免对胶水的揉搓，否则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）因为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，由于采取了加强措施，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（D）10mm 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：（1） 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. -0. 0. -0. -0. 0. 2 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 3 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 4 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 5 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 6 -0. -0. 0. -0. 0. 0. 7 -0. 0. 0. -0. 0. 0. 8 -0. 0. 0. -0. -0. 0. 9 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 10 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 11 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 12 -0. -0. 0. -0. 0. 0. 13 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 14 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 15 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 16 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 17 -0. -0. 0. -0. -0. 0. 18 -0. -0. 0. 0. 0. 0. 19 -0. 0. 0. -0. 0. 0. 20 -0. 0. 0. 0. 0. 0. 21 -0. 0. 0. -0. -0. 0. 22 -0. -0. 0. 0. 0. 0. 23 -0. -0. 0. -0. -0. 0.-（二）内力分析 内力计算表杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 -12. 0. 0. -12. 0. 0. 2 -26. 0. 0. -26. 0. 0. 3 -26. 0. 0. -26. 0. 0. 4 -26. 0. 0. -26. 0. 0. 5 -12. 0. 0. -12. 0. 0. 6 -12. 0. 0. -12. 0. 0. 7 -4. 0. 0. -4. 0. 0. 8 5. 0. 0. 5. 0. 0. 9 24. 0. 0. 24. 0. 0. 10 -12. 0. 0. -12. 0. 0. 11 0. 0. 0. 0. 0. 0. 12 19. 0. 0. 19. 0. 0. 13 -31. 0. 0. -31. 0. 0. 14 0. 0. 0. 0. 0. 0. 15 0. 0. 0. 0. 0. 0. 16 0. 0. 0. 0. 0. 0. 17 -28. 0. 0. -28. 0. 0. 18 -28. 0. 0. -28. 0. 0. 19 17. 0. 0. 17. 0. 0. 20 17. 0. 0. 17. 0. 0. 21 0. 0. 0. 0. 0. 0. 22 0. 0. 0. 0. 0. 0. 23 2. 0. 0. 2. 0. 0.-（3） 弯矩分析图(4) 剪力分析图4. 结语感谢陈老师给我们参赛的机会。这次结构设计给了我们充分展示自我的发展空间，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，使自己的个性发展得到支持和鼓励，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。在结构设计中使我实践能力也得以发展。在结构设计中，我们自己动手操作、分析设计，面对陌生事物大胆创新，克服困难，实现目标。这就要我在此过程中实现手脑结合，体力劳动和脑力劳动相结合，在