结构大赛方案设计.doc

实用标准文案 精彩文档 “维纳斯”自立式塔吊 结构模型 设计方案 浙江大学结构设计竞赛组委会 二○○八年 “维纳斯”自立式塔吊设计说明书 日期：2008年5月29日 设计摘要 自立式塔吊是一种主要承受竖向荷载的工程工具，在建筑施工方面有巨大的用途。 本次大赛要求利用牛皮纸、卡发丝线、白胶等材料，设计并制作一个自立式塔吊结构模型，承受一定的竖向荷载。因此我们遵从本次大赛“新颖、轻巧、美观、实用”的比赛原则，并且从加载要求以及工程实用性出发，设计并制作了名为“维纳斯”的自立式塔吊。 我们设计制作的塔吊主要由立柱以及横梁组成，考虑到结构整体的稳定性，我们充分利用材料的各种力学性能。我们从塔吊的实际应用出发，想到了“斜拉桥”的结构外形，利用卡发丝线作为斜拉线作为竖向受力的构件，横梁做成三角形截面，提高其刚度。而立柱则仔细参考了关于塔吊结构设计方面的专业资料，采用斜杆作为抗扭的受力构件。 模型方案图 1、结构整体视图 图一：侧立面 图二：正立面 图三：轴测图 图四：俯视图 主要构件图 图五：立柱 图六：横梁 图七：横梁与斜拉线 节点详图 图八 ：立柱与连缀件连接 图九：横梁与丝线斜拉连接 计算书 1、计算模型 采用ANSYS进行分析，各节点编号如下： 图十：侧立面计算模型 图十一：正立面计算模型 2、结构计算分析 计算假定：立柱下部不能移动，但是可以有一定的转角，因此可视为铰接；横梁，立柱以及连接节点采取加强措施，可视为刚接；考虑到荷载的分布，计算时均采用空间梁单元Beam188.。 在结构自重方面，通过计算各杆件重量估算出结构自重。立柱长度为1130mm，卷纸宽度为210mm，横梁长度为1200mm，卷纸宽度为250mm，估算自重为572g，实际自重在600g以上。 （1）荷载分析 点A施加配重QA=29.4N（质量3kg的砝码），在加载作用点B施加QB = 9.8N的竖向荷载，在加载 作用点C施加QCH=19.6N的水平荷载；然后在作用点C施加竖向荷载。 （2）结构选型 经过以上分析，我们选用了如下图所示的结构 图十二：结构选图 （3）内力分析以及计算简图 ANSYS图形分析如下： 导出ANSYS分析数据如下： 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 0.0000 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-