“支点”塔吊结构模型设计方案

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1、“支点”塔吊结构模型设计理论方案参赛学校：参赛队员：指导老师：二○一一年十一月二十九日9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54.结语891．设计说明书给我一个支点，我可以撑起整个地球。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

2、。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棱锥形，寓意作为一个支点，撑起整体。塔身共有16根主承重杆件，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

3、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斜撑杆件连接，整体连接有几个优点：（1）斜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。92.材料性能与制作经验2.1材料力学性能指标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.

4、922.27.02、蜡线极限拉力股数123456极限力（N）481101682072252322.2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

5、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。93．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

6、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9截面1外直径（D）10mm截面1内直径（d）：8mm3.4结构计算简图（一）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------------------------------------------------------------------

7、-----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-------------------------------------------------------------------------------------------1-0.00000000-0.000000340.00000001-0.00000001-0.000000150.000000002-0.00000001-0.000000150.00000000-0.00000001-0.000000100.000000003-0.00000001-0.0000001

8、00.00000000-0.00000