自力式塔吊結(jié)構(gòu)大賽設(shè)計(jì)方案

1、“維納斯”自立式塔吊結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)方案浙江大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì)二八年 “維納斯”自立式塔吊設(shè)計(jì)說明書 日期：2008年5月29日1、 設(shè)計(jì)摘要 自立式塔吊是一種主要承受豎向荷載的工程工具，在建筑施工方面有巨大的用途。 本次大賽要求利用牛皮紙、卡發(fā)絲線、白膠等材料，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)自立式塔吊結(jié)構(gòu)模型，承受一定的豎向荷載。因此我們遵從本次大賽“新穎、輕巧、美觀、實(shí)用”的比賽原則，并且從加載要求以及工程實(shí)用性出發(fā)，設(shè)計(jì)并制作了名為“維納斯”的自立式塔吊。 我們?cè)O(shè)計(jì)制作的塔吊主要由立柱以及橫梁組成，考慮到結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，我們充分利用材料的各種力學(xué)性能。我們從塔吊的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，想到了“斜拉橋”的結(jié)構(gòu)外

2、形，利用卡發(fā)絲線作為斜拉線作為豎向受力的構(gòu)件，橫梁做成三角形截面，提高其剛度。而立柱則仔細(xì)參考了關(guān)于塔吊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的專業(yè)資料，采用斜桿作為抗扭的受力構(gòu)件。2、 模型方案圖 1、結(jié)構(gòu)整體視圖 圖一：側(cè)立面 圖二：正立面 圖三：軸測(cè)圖 圖四：俯視圖 2、 主要構(gòu)件圖圖五：立柱圖六：橫梁圖七：橫梁與斜拉線3、 節(jié)點(diǎn)詳圖圖八 ：立柱與連綴件連接圖九：橫梁與絲線斜拉連接3、 計(jì)算書 1、計(jì)算模型采用ansys進(jìn)行分析，各節(jié)點(diǎn)編號(hào)如下： 圖十：側(cè)立面計(jì)算模型 圖十一：正立面計(jì)算模型 2、結(jié)構(gòu)計(jì)算分析計(jì)算假定：立柱下部不能移動(dòng)，但是可以有一定的轉(zhuǎn)角，因此可視為鉸接；橫梁，立柱以及連接節(jié)點(diǎn)采取加強(qiáng)措施，可視

3、為剛接；考慮到荷載的分布，計(jì)算時(shí)均采用空間梁?jiǎn)卧猙eam188.。在結(jié)構(gòu)自重方面，通過計(jì)算各桿件重量估算出結(jié)構(gòu)自重。立柱長(zhǎng)度為1130mm，卷紙寬度為210mm，橫梁長(zhǎng)度為1200mm，卷紙寬度為250mm，估算自重為572g，實(shí)際自重在600g以上。 （1）荷載分析 點(diǎn)a施加配重qa=29.4n（質(zhì)量3kg的砝碼），在加載作用點(diǎn)b施加qb = 9.8n的豎向荷載，在加載 作用點(diǎn)c施加qch=19.6n的水平荷載；然后在作用點(diǎn)c施加豎向荷載。 （2）結(jié)構(gòu)選型經(jīng)過以上分析，我們選用了如下圖所示的結(jié)構(gòu) 圖十二：結(jié)構(gòu)選圖 （3）內(nèi)力分析以及計(jì)算簡(jiǎn)圖ansys圖形分析如下：導(dǎo)出ansys分析數(shù)據(jù)如下：

4、 print u nodal solution per node * post1 nodal degree of freedom listing * load step= 0 substep= 1 time= 1.0000 load case= 0 the following degree of freedom results are in the global coordinate system node ux uy uz usum 1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 3 0.0000 0.0000 0.00

5、00 0.0000 4 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 5 -0.14356 -0.16038 0.19234 0.28866 6 0.42000e-01 0.13741 0.22182 0.26429 7 0.47887e-01-0.85788e-01-0.21738 0.23855 8 -0.21860 -0.12466e-02-0.16798 0.27569 9 -0.14986 -0.26918 0.12483 0.33242 10 -0.65393e-01-0.13132 -0.56153e-01 0.15708 12 0.31491 0.26151 0.55

6、469 0.68938 13 -0.57269 0.30465e-01-0.42343 0.71287 14 -0.25122e-02-0.32923 1.1001 1.1483 15 -0.37824 0.30035 1.0988 1.2003 16 -0.35412 -0.13502 -0.73470 0.82669 17 -0.90360e-02-0.18913e-01-0.76686 0.76715 18 0.28102 -0.35563 1.9859 2.0370 19 -0.98266 0.33693 1.7738 2.0556 20 -0.73855 -0.10542 -1.20

7、46 1.4169 21 0.46254 -0.50089e-01 -1.0605 1.1580 22 0.63761 -0.38536 2.5185 2.6264 23 -1.2016 0.34061 2.5101 2.8037 24 -1.1672 -0.78063e-01 -1.3909 1.8174 25 0.54601 -0.10930 -1.3340 1.4455 26 0.86368 -0.38081 3.2562 3.3903 27 -1.5604 0.33654 3.2716 3.6402 28 -1.5938 -0.54813e-02 -1.7055 2.3343 29 0

8、.69544 -0.16213 -1.6293 1.7789 30 1.0896 -0.38155 4.0248 4.1871 31 -1.9840 0.30361 4.0303 4.5024 32 -1.9796 0.45939e-01 -1.7714 2.6569 33 1.1002 -0.25439 -1.8154 2.1379 34 2.2420 -0.27963 4.9130 5.4076 35 -2.4119 0.25059 4.9985 5.5556 36 -2.4124 0.10027 -1.2629 2.7249 37 2.2435 -0.30926 -1.4105 2.66

9、81 38 5.3337 -0.53572e-01 6.5859 8.4750 * post1 nodal degree of freedom listing * load step= 0 substep= 1 time= 1.0000 load case= 0 the following degree of freedom results are in the global coordinate system node ux uy uz usum 39 -3.0924 0.17311 6.5484 7.2439 40 -3.0913 0.15492 0.11843 3.0974 41 5.3

10、399 -0.40684 0.19821 5.3590 42 -32.736 -9.8507 4.0027 34.419 43 -30.874 -8.7848 2.2610 32.179 44 -32.715 -7.7129 -2.0830 33.676 45 -20.219 -6.2523 4.0421 21.547 46 -18.719 -5.3815 2.2814 19.610 47 -20.221 -4.5115 -2.0112 20.815 48 -9.0204 -3.2754 4.0268 10.407 49 -7.8345 -2.5706 2.2259 8.5406 50 -9.

11、0262 -1.8999 -1.9375 9.4253 51 2.3478 -0.42342 2.1937 3.2409 52 0.53160 -0.33358 2.1876 2.2758 53 8.7996 1.8121 4.0373 9.8497 54 7.5334 1.0822 2.1901 7.9195 55 8.8059 0.34704 -1.7650 8.9877 56 24.165 -6.0850 -2.0471 25.004 57 -44.380 -7.9902 4.0224 45.273 58 -32.160 -6.9271 2.2677 32.976 59 -25.542 -4.6758 4.0337 26.277 60 -15