施工升降机结构优化

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1、维普资讯http://www.cqvip.comgff施工升降机结构优化例≥，／．北京建牡程学院^一番鼍要用代设计百限一优化万{击对觅工升辟机垭行靖棚优化，便觅工升辟机眍不同架设两虞选择不同标准节主弦杆藏面组合，并对三角形截面娄升降机进行了合理截面形状的探讨。其结果进一美-调施工升降机有限一优化标准节主弦杆弓龟工．枷学拘．由度数使一般徽处理机还是难以承受[1]。为了1问■的提出体现整机模型的真实性，又能得到具体感兴趣施工升降机是一种常用建筑机械，它广泛部位的细部应力，将整个升降机视为一个多跨地使用在城市建设的各个场

2、合目前。随着高层粱进行初算[2]，将所得到的结果作为进一步关建筑以及各种大型结构的不断增加，施工升降心部位的边界条件进一步细化，以求得更为精机的需求量也在急剧地增长。国内施工升降机细的数据结果。经过这样的处理对于架设高度按其导轨架截面形状分为二大类；方形截面和很大的升降机结构计算有明显的优点，为了便三角形截面升降机。大多数的升降机产品结构于理解模型的建立，将一标准节展开，在平面展为仿造瑞典Aiimak公司产品，并在此基础上开图里看节点位置和单元组成。对二类施工升进一步使结构粗壮。沿用这种办法对最大架设降机均给出一标

3、准节有限元模型图，见图l高度为100m以下时，制造成本和使用性能的——节点号关系并不十分突出现在各种高大结构不断出()——粱单元号现，对施工升降机要求架设到350m甚至有的(>——桁架单元号要求突破400m高度。在这样的情况下，如何合3结构工况分析理选择标准节主弦杆截面尺寸就将是一个十分重要的问题。为了探讨这个问题，运用现代设根据{GB10055》和升降机的安装、工作状计方法中有限一优化方法对施工升降机进行结况来确定其危险截面酃位，并将其代入有限一构计算和优化。优化模型进行结构计算和优化。二大类施工升降机的危险部位

4、是一致的。它们的不同仅在于2有限一优化模型建立最大额定载荷与单笼自重不一样。它们对导轨考虑到施工升降机导轨架结构特点及其主架产生的效果也将不一样。要杆件的受力状况，将导轨架主弦杆和每个标施工升降机在安装工况时，吊笼升至最高准节上、中、下三框取为梁单元，标准节齿条和一个附着架以上进行接节，这时顶部悬臂部份各斜支撑腹杆则取为空间桁架单元。这样模型对最上面的附着架是一种悬臂工况。上面标准的建立可大大地减少单元自由度数，节省了机节部份相当于一个悬臂梁，此时悬臂部份标准时，简化了致据前后处理的工作量。各个附着支节下部截面是危

5、险截面之一。升降机在最大额撑架均按自然节点作为有限元节点划为粱单元定载荷下工作。并且此时整个导轨架已架设到纳入有限元模型。由于升降机的架设高度很大，一定高度，导轨架底部标准节不但受到额定载即使是这样处理，此时模型的节点数和单元自荷，笼重，风载对它的影响，上部巨大自重也将B维普资讯http://www.cqvip.com对它产生一个相当大的垂直载荷作用。此工况大大地减少了设计变量的个数，使优化问题求下导轨架标准节底部截面也是另一个危险截解容易多了。面。满载吊笼在上、下运行时，在它经过的标准4．1设计变量节齿条上将随机

6、地作用一个载荷。这时的工况根据导轨架标准节结构，对方形截面燕工不如上面讨论的工况恶劣。升降机有限一优化模型为42个单元，三角形截面蘸工升降机为3O个单元。以图1为倒，方形截面标准节主弦杆-I=共有(1)、(2)、(3)、(4)、(15)、(16)、(17)、(18)、(29)、(30)、(31)、(32)12个单元。三角形截面标准节主弦杆上有(1)、(2)、(3)、(12)、(13)、(14)、(22)23)、(24)98821个单元。选取这些单元的外径、内径作为优化参30~38)(40)(4I王

7、数。在标准节上、

8、中、下三框上，有些单元是相同(31)c32)的，仅在结构上以自然节点出现，故可合并。对方形截面选(5)、(6)、(7)、(10)(11)、(12)、(19)、(20)、(21)、(24)、(25)、(26)、(33)、(34)、(35)、(38)、(39)、(4O)18个单元，对三角形截面选(4)、(5)、(6)、(15>、(16)，(17)、(25)、(26)、(27)9个单元的型钢厚度作为优化参数。l。(m一(2∞2。／m)设计变量为X=(l，屯，a]=CD，，f]L~]61c19)4．2目标函敷／n)“有限一

9、优化目标是使蘸互升降机在不伺的C2)fB9最大架设高度使用不同标准节主弦杆截面的组合。其目标是在保证麓工升降机的使用性能前臣1提下使整个导轨架重量最轻，故目标函数是整(d)方形截面(b)-角形截面个导轨架的重量。Ⅳ(x)=P({∑(一研)。4结构优化优化设计的关键是数学模型的建立。在优+^∑L赫]●。1化设计问题中，设计变量的个数决定了设计空密度p，主弦杆部