塔吊結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)方案

1、 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)： 二一四年十二月十四日目錄目錄21設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(shū)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5 3. 3 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn).64. 結(jié)語(yǔ)101設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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，具有極強(qiáng)的視覺(jué)沖擊與震撼，體現(xiàn)

2、了力與美的完美結(jié)合。以創(chuàng)新為支點(diǎn)，撐起未來(lái)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(yǔ)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(lái)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(lái)承受水平荷載。整體是一個(gè)近似實(shí)體塔吊的結(jié)構(gòu)，本著大賽的宗旨，創(chuàng)新，我們將塔吊的吊臂結(jié)構(gòu)制作成兩

3、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（MPa） 拉應(yīng)力（MPa） 壓應(yīng)力（MPa）56.

4、9 22.2 7.02、蠟線極限拉力 股數(shù) 1 2 3 4 5 6 極限力（N） 48 110 168 207 225 2322.2 制作經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)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的鋼管、直徑8mm的鋼管來(lái)卷各桿件。（2）白卡紙紋線的合理。剛開(kāi)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(guò)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，但不能太稀，否則很難控制粘貼。膠合的時(shí)

5、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(guò)大。3計(jì)算書(shū)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)點(diǎn)上的集中荷載3.3 構(gòu)件截面尺寸（1）

6、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：（1） 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 2 - - 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- 1 -0.00000000 -0.00000034 0.00000001 -0.00000001 -0.00000015 0.00000000 2 -0.00000001 -0.00000015 0.0000000

7、0 -0.00000001 -0.00000010 0.00000000 3 -0.00000001 -0.00000010 0.00000000 -0.00000001 -0.00000005 0.00000000 4 -0.00000001 -0.00000005 0.00000000 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 5 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 -0.00000002 -0.00000000 0.00000000 6 -0.00000002 -0.00000000 0.00000000 -0.0000000

8、2 0.00000001 0.00000000 7 -0.00000002 0.00000001 0.00000000 -0.00000002 0.00000003 0.00000000 8 -0.00000002 0.00000003 0.00000000 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 9 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 -0.00000000 -0.00000034 0.00000001 10 -0.00000000 -0.00000034 0.00000001 -0.00000001 -0.00000015 0

9、.00000000 11 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 -0.00000002 -0.00000000 0.00000000 12 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 -0.00000002 0.00000001 0.00000000 13 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 14 -0.00000001 -0.00000010 0.00000000 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000

10、 15 -0.00000001 -0.00000005 0.00000000 -0.00000004 -0.00000005 0.00000000 16 -0.00000004 -0.00000005 0.00000000 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 17 -0.00000002 -0.00000001 0.00000000 -0.00000001 -0.00000001 0.00000000 18 -0.00000001 -0.00000001 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 19 -0.000

11、00002 0.00000001 0.00000000 -0.00000001 0.00000000 0.00000000 20 -0.00000001 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 21 -0.00000002 0.00000001 0.00000000 -0.00000001 -0.00000001 0.00000000 22 -0.00000001 -0.00000001 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 23 -0.00000001 -0.0000001

12、5 0.00000000 -0.00000006 -0.00000000 0.00000000-（二）內(nèi)力分析 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 -12.0000000 0.00000000 0.00000000 -12.0000000 0.00000000 0.00000000 2 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 3 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 -26.60000

13、00 0.00000000 0.00000000 4 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 -26.6000000 0.00000000 0.00000000 5 -12.5500000 0.00000000 0.00000000 -12.5500000 0.00000000 0.00000000 6 -12.5500000 0.00000000 0.00000000 -12.5500000 0.00000000 0.00000000 7 -4.00000000 0.00000000 0.00000000 -4.00000000 0.00000000 0.0000

14、0000 8 5.65685425 0.00000000 0.00000000 5.65685425 0.00000000 0.00000000 9 24.7386337 0.00000000 0.00000000 24.7386337 0.00000000 0.00000000 10 -12.0000000 0.00000000 0.00000000 -12.0000000 0.00000000 0.00000000 11 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 12 19.1183812 0.000

15、00000 0.00000000 19.1183812 0.00000000 0.00000000 13 -31.4167550 0.00000000 0.00000000 -31.4167550 0.00000000 0.00000000 14 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 15 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 16 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000

16、00000 0.00000000 0.00000000 17 -28.1000000 0.00000000 0.00000000 -28.1000000 0.00000000 0.00000000 18 -28.1000000 0.00000000 0.00000000 -28.1000000 0.00000000 0.00000000 19 17.1000000 0.00000000 0.00000000 17.1000000 0.00000000 0.00000000 20 17.1000000 0.00000000 0.00000000 17.1000000 0.00000000 0.0

17、0000000 21 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 22 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 23 2.78567766 0.00000000 0.00000000 2.78567766 0.00000000 0.00000000-（3） 彎矩分析圖(4) 剪力分析圖4. 結(jié)語(yǔ)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(ài)好和特長(zhǎng)。在社會(huì)實(shí)踐中，我們根據(jù)自己的愛(ài)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(wèn)題要多方位、多角度地思考