塔吊结构模型方案设计.doc

PAGE 10 实用文档 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 TOC \o 1-3 \h \z \u 目录 2 1．设计说明书 3 1.1方案构思 3 1.2结构选型 3 2.材料性能与制作经验 4 2.1 材料力学性能指标 4 2.2 制作经验 4 3．计算书 5 3.1 计算模型整体效果图 5 3.2 结构计算假定和各个单元物理参数 5 计算假定 5 3.3 构件截面尺寸 5 3. 3 结构计算简6 4. 结语 10 1．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 7.0 2、蜡线极限拉力 股数 1 2 3 4 5 6 极限力（N） 48 110 168 207 225 232 2.2 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）：8mm 3.4 结构计算简图 为计算简单，现将其简化为如下模型： 荷载分析 位移计算图 位移计算表 杆端位移值 ( 乘子 =