sc系列施工升降机结构计算与优化

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1、维普资讯http://www.cqvip.com"19t-铭构-／．⋯⋯一．．前程北京建筑工程学院学报JOURNALOFBEIJINGINSTITUTEOFI993年第1期CIVILENGINEERINGANDARCHITECTURENo．11993一—==—=====一⋯一—=—：====：：===一一一c系列施工升降机结构计算与优化(：It束建筑I程学耋院)仳(北赫京京卷机械设备有J限公司)TIHl‘．6【摘要】摩文介绍了通过同有限元方法计算和具体安测的结果来对SC系列施工升降机进行混舍优化，从而使升降机主导轨架随按装高速度选择不同内径尺寸截面

2、，使标准节料腹杆截面更趋于合理，对吊笼结构提出改进方案井对附墙支撑跨度提出进一步优化设恕。其结果可以大大降低施工升降机的经济-能指标．关键词：有限元，施工升降机，混合优化，跨度0弓l言施工外用升降机是城市建筑不可缺少的一种常用机械，见图1．它随着高层及大型建筑的增多而增加．目前对于施工升降机尚无具体的设计规范，大多数升降机产品的结构设计为仿造瑞典A1imak公司的产品，并在此基础上进一步使结构粗壮，以及在一些地方加了一些不必要的支撑．而对于升降机的设计结构及其结构的应力状态是否合理还没有进一步地探讨，特别是在某些部位减小截面而改进设计并不多见，而对

3、计算和测试结果的基本吻合与误差分析更是少见．为了探讨这些问题，运用现代设计方法对升降机进行有限元计算，并对升降机进行了结构应力测试．在计算和测试结果的基础上对现有结构进行混合优化，提出一些优化结果．从而大大地挖掘了SC系列施工升降机的潜力，降低了制造成本，降低了经济性能指标．图11有限元模型的建立1．1主导轨架节点和单元划分考虑到升降机导轨架的主要杆件的受力状况以及结构特点，导轨架主立桂杆和每个标准收稿日期；19。3—01—07维普资讯http://www.cqvip.com北京建筑工程学院学报1993年节的上、中、下三框取为梁单元

4、标准节的齿条和

5、斜腹杆则取为空阃桁架单元，这样大大地减少了节点数目和单元自由度，节省了机时，简化了数据前、后处理的工作量，整个主导轨架以结构的自然节点作为有限元模型的节点，为了便于理解模型的建立，将标准节展开，在平面展开图里看单元、节点的位置㈣．以悬㈣臂部；份六个∞标㈤准节却的第一节为倒，见图2．——节点号(帕——梁单元号<——桁架单元号锄，“n9)lr7＼‘(吖(86(6)7(7)8(39)j2(10)33．(a8)、“I))(1024)2l{25紊紊I12(12)l3(11)囤31．2主导轨架为250m高度时，其有限元模型建立及单元和节点划分当升降机导轨架高到

6、250m以上高度时，由于单元和节点数急剧增多，一般微型机已经不能适应这个算题规模的要求．即使如参考文献【2]中，将悬臂部份以下减少节点数和单元数，这个有限元模型也是十分巨大的．其计算规模对一般微机来说是有一定困难的．基于这种情况，250m结构的导轨架与附墙支架均按粱单元考虑．因为这时整个主导轨扦亍架结构的危险截面仅在基础节与顶端悬臂段．以这样的模型来建立划分是完全可以满足结构计算需要的，见图8．1．5吊笼结构的单元和节点划分吊笼结构的主要受力杆件有主立柱，上、下纵粱J上、下边框，门框架以及斜拉杆．以上这些杆件均按梁单元考虑，而不承受截荷的扁钢刚取为

7、扦亍架单元．另外考虑到传动电机及限速器的吊板和载荷分布状况，将底板取为板单元．结构的自然节点作为有限元模型的节点．2力学模型的建立施工升降机在工作状况时，结构将受到货物载荷，凤载荷，主导轨架自重，吊笼自萤和维普资讯http://www.cqvip.com第l期俞启滴等；SC系列施工升降机结构计算与优化23对重的作用．主导轨架自重按均布轴向载荷处理．风载荷沿主导轨架对角线方向时将产生较大值．为了考虑到最不利的工况，将其取为沿吊笼的垂直方向．货物载荷的重量分布对整个主导轨架和吊笼结构的应力分布状态有很大的影响．而实际工况中货物载荷在吊笼内往往是偏置状态

8、，它会对主导轨架与吊笼产生附加弯矩．正因为这样，货物载荷按匀布计算时其载荷系数应适当加大，以满足实际工况需要．升降机附着支撑与建筑物连接处是以铰连接进行处理的．这种处理方式可以简化力学模型，方便计算．5计算工况施工升降机在按装和使用过程中有几种工况是值得引起注意而加以研究的．为了按装接节，吊笼必须在无对重情况下升至主导轨架上端．这时最后一个附墙支架上面的标准节即形成了一个悬臂系统．随着接节高度增加，工况愈来愈恶化．另外升降机的按装高度达到一个较大值时，升降机的基础节将承受较大的压应力，同时整个主导轨架的重量将传递到基础节上．此时如果载荷及对重均已加

9、上，这也是一个较恶劣工况．吊笼工作时由它产生的力矩将随机地出现在主导轨架任何位置，较恶劣的工况是当吊笼运行时，标准节的某一