塔吊模型的结构分析及其优化
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塔吊优化施工方案1. 引言在建筑施工中,塔吊是一种常见的起重设备,广泛应用于高层建筑、桥梁、大型机械设备安装等工程中。
塔吊的合理运用和优化施工方案可以提高施工效率,降低施工风险。
本文将针对塔吊的优化施工方案进行详细的分析和讨论,并介绍一些常用的优化方法和策略。
2. 选择合适的塔吊在进行塔吊施工之前,首先需要根据具体的施工情况选择合适的塔吊。
选择合适的塔吊主要考虑以下几个因素:•施工高度:根据实际需要确定塔吊的最大起重高度和达到此高度时的载荷能力;•施工距离:根据实际需要确定塔吊的悬臂长度和最大悬臂距离;•场地条件:考虑到场地大小、地基承载能力等因素,选择合适的塔吊底座类型;•施工时间:根据工期和作业时间安排,选择塔吊的使用周期。
根据上述因素选择合适的塔吊可以确保施工安全和效率。
3. 优化施工顺序在塔吊的使用过程中,合理的施工顺序可以提高施工效率并减少塔吊的闲置时间。
对于多塔吊同时作业的情况,需要合理分配塔吊的工作任务,避免产生冲突。
以下是一些常用的优化施工顺序策略:•优先进行高空作业:将需要在较高位置进行的作业优先安排,以减少塔吊的高度调整次数;•分阶段施工:将整个施工过程划分为几个阶段,逐步完成,以确保各个阶段之间的塔吊使用效率。
4. 定期检查和维护为了确保塔吊的安全运行和优化施工效果,定期的检查和维护非常重要。
定期检查塔吊的各个部件,包括润滑部件、电气线路、起重索等,确保其正常工作。
同时,对于有故障或损坏的部件需要及时更换和修理,以确保塔吊的正常运行。
5. 塔吊操作员培训和合理调配塔吊的优化施工方案还包括塔吊操作员的培训和合理调配。
对于塔吊操作员来说,熟悉并掌握塔吊的操作规程和安全操作要求非常重要。
合理的调配塔吊操作员,确保每个塔吊操作员都有足够的经验和技能,可以提高塔吊的操作效率和施工安全性。
6. 使用智能化监控系统在塔吊的施工过程中,使用智能化监控系统可以更好地掌握塔吊的实时状态和工作情况。
双变幅桅杆起重机设计分析与优化一、引言双变幅桅杆起重机是一种用于起卸货物的重型机械设备。
它通过起重机臂的升降和伸缩,可以完成对各种重量货物的起重。
双变幅桅杆起重机在工程建设、港口装卸等行业中有着广泛的应用,因此其性能和结构设计显得尤为重要。
本文将对双变幅桅杆起重机的设计进行分析和优化,以期提高其工作效率和安全性。
二、双变幅桅杆起重机的结构与工作原理双变幅桅杆起重机主要由基座、起重机臂、变幅机构、起重机架、液压系统、控制系统等组成。
其工作原理是通过液压系统提供动力,使起重机臂伸缩、升降,以及变幅,从而完成货物的起卸。
起重机臂的伸缩和升降是通过液压缸来实现的,而变幅则是通过齿轮传动和液压缸协同完成的。
整个起重机的运行需要由控制系统来进行指挥和监控。
三、双变幅桅杆起重机的设计分析1. 结构设计双变幅桅杆起重机的结构设计要满足其工作条件下的稳定性和承载能力要求。
首先需要保证起重机的基座和起重机架的稳固,以及起重机臂的刚度和强度。
变幅机构也需要设计成稳定可靠的结构,以确保其能够承受起重机臂在各个变幅位置下的工作负荷。
2. 动力系统设计双变幅桅杆起重机的动力系统主要由液压系统和电气控制系统组成。
液压系统需要满足起重机不同工况下的动作要求,包括起重机臂的伸缩、升降和变幅。
液压系统的设计还需要考虑能源利用效率和系统的可靠性。
电气控制系统需要能够对起重机的各项动作进行精确控制,并具有足够的安全保护功能。
3. 性能优化在双变幅桅杆起重机的设计过程中,需要考虑到其工作性能的优化。
包括提高起重机的工作效率和精度,降低起重机的能耗和维护成本等。
为此,需要对起重机的结构和动力系统进行综合分析,并进行优化设计。
四、双变幅桅杆起重机设计的优化方案1. 结构优化在起重机的结构设计中,可以采用优化设计的方法,通过材料的选用和结构的优化,来提高整体的强度和稳定性。
采用高强度材料来制作起重机的部件,优化结构的连接方式和布局,提高整体的受力性能。
塔式起重机静力学计算及臂架优化设计作者:杜国开来源:《中国机械·上半月》2019年第01期摘要:随着我国经济的不断发展,建筑行业的市场也越来越大。
而塔式起重机这个起源于西欧的建筑作业工具,因其操作简单、运行可靠,受到了我国建筑行业的青睐与欢迎。
基于此,本文的目的就是通过分析静力学在塔式起重机的应用与塔式起重机臂架的优化来对塔式起重机在建筑作业中应用的优缺点进行总结与概述。
关键词:静力学;优化分析;静力计算0 引言随着建筑工程行业科学技术的发展,塔式起重机在建筑行业的应用也越来越广。
塔式起重机技术的飞速发展离不开对静态性分析的计算与臂架材料的分析设计。
在我国塔式起重机设计发展的初期阶段,经常会因为应用传统的静力计算与类比公式导致塔式起重机的振动效应过大、机械整体自重大等缺点。
这些缺点都严重地影响了塔式起重机在建筑工程作业中的使用。
为了改掉这些缺点,我国的一些大型塔式起重机制造单位,通过利用模态分析对传统起重机进行改进,使我国成为了拥有先进塔式起重机技术的出口大国。
1 模型的建立1.1 单元类型的选择ANSYS是一款有限元分析软件,其作用是能够为梁杆提供不同的单元模式,可以根据塔机的需求进行选择。
我国建筑行业中的塔机均是空间结构,而ANSYS分析软件属于三维结构,因此在对塔机进行分析的过程中,会比较全面。
BEAM188单元以 Timoshenko为基础,其数值需要根据函数进行计算,计算过程中也要考虑到剪力问题的影响,使塔机的功能需求能够被全面分析。
1.2 塔机的参数一般的塔机工作高度为45m,臂长为60m,起重量最多为6.5t,在该工程中,塔机整体材质为钢材,其硬度为235,密度为8100,泊松比为0.3,弹性系数为225。
塔机的参数是塔机设计的关键,在进行塔式起重机设计时,依据的标准就是塔机的参数,在塔机设计之前需要经过建模的分析,把塔机的参数输入进模型中,就可以得到塔机出厂后的最终结果。
杆塔结构抗震分析与优化设计随着科技的不断发展,电力行业的发展也日益壮大,电力杆塔的建设变得越来越重要。
然而,在地震等自然灾害来临时,杆塔的结构很容易遭受破坏。
因此,对于杆塔的抗震性能进行分析和优化设计显得尤为重要。
一、抗震分析杆塔作为电力传输的重要承载构件,需要具备良好的抗震性能。
为了评估杆塔在地震作用下是否能够正常工作,需要进行抗震分析。
抗震分析可以通过建立杆塔的结构模型来计算其在地震作用下的应力和位移等参数,从而评估其抗震性能。
抗震分析需要考虑地震波的特点、土壤的性质、结构的几何形状和材料的特性等因素。
在计算中需要选取合适的计算方法和模型,如常见的有传统的等效静力法、新桥法、自由振动法、响应谱法等。
二、优化设计在抗震分析的基础上,可以进一步优化杆塔的设计方案。
优化设计的目的是提高杆塔的抗震性能,降低因地震引起的损失和灾害。
通过对杆塔的设计方案进行更改或优化,可以降低杆塔的质量、改善其结构形态和选用合适的材料,提高其抗震性能。
优化设计中需要考虑的因素包括:构件的截面形状和尺寸、构件的裂缝控制、结构的刚度、支撑抗震的方式、地铁车辆对建筑物振动的影响等。
三、实例分析以某电力杆塔为例,进行抗震分析和优化设计。
该杆塔的杆高约43米,塔身为六边形,材料为钢筋混凝土。
首先,进行抗震分析,使用响应谱法计算其受力情况。
计算结果显示,该杆塔在地震作用下会产生较大的荷载,其位移量甚至会超过限制值,造成破坏。
因此,需要进行优化设计。
针对该杆塔的问题,我们进行了改进。
首先,优化材料,选择高强度、高韧性的钢材。
其次,增加杆塔的刚度,采用多边形断面设计,增加横截面面积。
最后,优化支撑抗震方法,设置支撑钢筋,增强其承载能力。
通过优化设计,我们成功地提高了杆塔的抗震性能,有效地保证了电力传输的顺利进行。
四、总结杆塔结构抗震分析与优化设计是电力系统安全运行的关键。
在对杆塔进行抗震分析和优化设计时,需要全面考虑其在地震作用下的应力分布和位移控制,采用合适的计算方法和模型。
塔机起重臂腹杆变形问题的研究摘要:近年来,建筑市场蓬勃发展,带动了整个塔式起重机租赁行业。
塔式起重机作为建筑行业中的必备机械,在整个行业中供不应求,甚至出现了一机难求的局面。
在这种情况下,一些塔吊在转移过程中直接进入下一个施工现场而不回厂维修,一些盲目发展的租赁公司将一批旧产品进入租赁市场,一些用户以租赁价格为首要考虑租用一批混装塔吊。
这些因素增加了塔式起重机使用的潜在安全隐患。
关键词:塔机起重臂;腹杆变形;问题;措施在塔式起重机吊臂正常运行过程当中,受多方因素影响可能导致吊臂出现弯曲甚至折断。
一旦上述问题发生,不但会导致塔式起重机吊臂严重损坏或直接报废,更会对相关人员人身安全构成巨大威胁,经济损失是非常严重的。
因此,为预防上述问题的发生,就需要在有限元分析软件的协助下积极且深入的对塔式起重机吊臂强度进行研究与分析,并对其变形位移以及变形应力进行观察,以确保吊臂在尾端起吊状态下受力情况的良好与可靠。
本文上述分析中围绕塔式起重机吊臂的强度进行分析,能够为吊臂结构设计提供理论依据,以达到提高吊臂强度水平,节约材料以及降低成本的目的。
1塔式起重机吊臂结构塔式起重机是动臂装设于高耸塔上部的旋转起重机设备。
与其他常规起重设备相比,塔式起重机作业空间大,在房屋建筑施工现场被广泛应用于建筑构件安装以及物料垂直运输工作中,其核心构成部分包括金属结构、电气系统以及工作机构这3个部分,其中金属结构可进一步分为底座、动臂以及塔身等。
具体到塔式起重机的吊臂来说,其作为除塔身以外的一大关键受力部分,塔式起重机的主要工作单元均安装于吊臂上,受力结构关系复杂,形式众多且受力大,在实际工作过程中还同时承受压力以及弯矩作用力影响,吊臂回转过程中还会受惯性作用力的影响。
臂架设计过程当中必须围绕吊臂强度、刚度、以及稳定性进行逐步计算,正确选定吊点位置并确定吊臂合理强度水平,在结构设计中扮演着非常重要的角色。
起吊过程当中,吊点可以将吊臂划分为多个部分,塔式起重机正常作业状态下,各臂架将分别产生最大限度的负弯矩作用力或正弯矩作用力,为了达到优化吊臂设计方案的目的,需要围绕强度、内力进行计算。
钢结构输电塔的静动力分析与优化设计在现代社会中,电力是人们生产和生活不可或缺的一部分。
而电力输送则需要用到输电塔。
传统输电塔的设计和施工方式存在着一些问题,比如破坏自然环境、占用土地及工期长等方面。
因此,随着现代技术的不断进步,钢结构输电塔成为了一种新型的输电方式,其具有重量轻、造型美观、抗震性好等优点。
本文将主要讨论钢结构输电塔的静动力分析与优化设计。
一、静力计算首先让我们来了解一下静力计算。
静力计算是指在不发生或者近似认为不发生运动的过程中进行的计算。
在同时外加一定荷载的情况下,静力学计算可以准确地计算杆塔在荷载下受到的受力情况。
对于钢结构输电塔的静力学计算,主要通过有限元数值计算法来完成。
根据所设荷载要求,利用FEA(有限元分析)进行计算,得出每个节点处的弯矩、剪力、挠度等相关指标,从而得知钢结构输电塔的受力情况。
二、动力分析在自然灾害如龙卷风、风暴、地震,等天气的情况下,钢结构输电塔仍然需要保持稳定。
因此,钢结构输电塔的动力分析也是十分重要的。
在进行动力分析时,需要建立塔架随时间变化的动力模型。
通过对模型进行一系列路面激励,因素诸如振幅和频率,以最小化振荡的幅度,达成减少动荷载的要求,提高塔架系统的防抗能力。
基于结构物动力学理论和并使用有限元软件的动力学计算软件来源,轻松模拟塔架的振荡及抗力情况。
三、优化设计目前,在输电塔的优化设计中主要是基于如下几个方面来考虑的:1.质量通常通过杆塔的重量来衡量;2.湿度和盐度及雨的影响对杆塔造成的损坏加深;3.在地震、冲击等极端条件下,钢结构输电塔应具有较好的结构性能;4.占地面积小,造型美观;5. 轻量便于安装维护等。
各种因素的综合考量要求工程师在设计过程中细致严谨,同时兼顾美观、实用性,使得最终设计结果同时满足造价与安全、可靠性与实用性这些多方面指标。
为了提高这些指标,工程师需要注意控制各种因素的组合方式,不断优化设计。
合理的静力与动力分析,以及优化设计方案的实施,是钢结构输电塔成功应用的关键所在。
塔式起重机臂架优化设计摘要:塔式起重机在工业和建筑领域得到广泛应用,已经成为建筑行业的重要施工设备。
目前产品向极大化发展,特别是大型结构件的优化设计,如何从优化和分析出发,建立系统模型,确定基本性能和结构参数,为后续设计提供科学依据,显得非常重要。
本文首先介绍了平头塔式起重机的特点,分析了平头塔式起重机臂架参数化问题,并结合相关实践经验,分别从ANSYS优化方法的运用等多个角度方面,探讨了平头塔式起重机臂结构的优化设计,望对相关设计实践形成借鉴价值。
关键词:平头塔式起重机;臂架参数化;优化设计;方法策略引言塔机在实际工作中很少受到纯静态载荷,在多数工况中,塔机受静态、动态载荷的组合形式,某些载荷的数值、位置或方向随时间变化,对塔式起重机进行动态分析,探索并掌握其在动载荷作用下位移及应力随时间变化的情况,更接近于实际工况,具有重要意义。
随着平头塔式起重机应用强度的提高,其臂架参数化及优化设计工作迎来挑战,如何有效运用科学合理的参数化设计方法,全面优化提升其整体设计实效,更好地发挥其在实际应用过程的综合效益,备受业内关注。
本文就此展开了探讨。
1.平头塔式起重机的特点分析在现代建筑工程领域,平头塔式起重机的应用价值更加突出,开始成为建筑施工过程中的重要起重设备。
在结构特点方面,平头塔式起重机主要表现为没有塔头和拉杆,且在荷载受力方面存在显著差异性,其起重臂连接构造相对简单,由此所形成的力学模型相对单一,在实践中具有较高的安装拆卸效率。
平头塔式起重机的整体安装高度较低,无须对过多安装部件形成过度依赖,适合群塔交叉作业,受周边环境限制条件的影响相对淡化,具有较高的空间利用率。
由于平头塔式起重机可在空中运节拆装,其整个安装、拆卸和转场等环节变得更加高效有序、快捷方便,且在极大程度上降低了安装拆装费用,具有一定经济性特点。
同时,平头塔式起重机吊臂钢结构往往具有较长的使用年限,吊载重物时屈曲变形较小,不受交变应力的外来影响,大大提高了其运行过程的安全性和灵活性。
塔机优化开题报告塔机优化开题报告一、研究背景塔机作为一种重要的建筑机械设备,在建筑施工中起着举足轻重的作用。
然而,目前市场上存在的塔机普遍存在一些问题,如效率低下、能耗高、操作复杂等。
因此,对塔机进行优化研究,提高其性能和使用效率,具有重要的现实意义和应用价值。
二、研究目的本研究旨在通过对塔机的优化研究,提出一种新的塔机设计和操作方法,以提高其性能和使用效率。
具体目标包括:1. 提高塔机的工作效率,减少施工时间和成本;2. 降低塔机的能耗,减少对环境的影响;3. 简化塔机的操作流程,提高操作人员的工作效率。
三、研究内容1. 塔机结构优化通过对塔机的结构进行优化设计,提高其稳定性和承载能力。
采用现代结构设计理论和方法,结合实际施工需求,对塔机的主要结构进行优化改进。
2. 塔机动力系统优化针对目前塔机存在的能耗高的问题,通过对塔机的动力系统进行优化设计,减少能源的消耗。
采用先进的动力系统技术,提高能源利用效率,降低能源消耗。
3. 塔机操作流程优化针对目前塔机操作复杂的问题,通过对塔机操作流程的优化设计,简化操作步骤,提高操作人员的工作效率。
采用人机工程学原理,设计出更加人性化的操作界面和操作方式。
4. 塔机智能化控制结合人工智能和物联网技术,对塔机进行智能化控制,实现自动化操作和远程监控。
通过对塔机的智能化改造,提高其自主性和智能化水平,减少人为操作的错误和风险。
四、研究方法本研究将采用实验研究和数值模拟相结合的方法,通过对塔机的实际施工过程进行观察和数据收集,分析其工作特点和问题所在。
同时,利用计算机仿真软件对塔机的结构和动力系统进行模拟分析,评估不同优化方案的效果和可行性。
五、预期成果本研究的预期成果包括:1. 提出一种新的塔机设计和操作方法,具有较高的实用性和可行性;2. 优化塔机的结构和动力系统,提高其性能和使用效率;3. 简化塔机的操作流程,提高操作人员的工作效率;4. 实现塔机的智能化控制,提高其自主性和智能化水平。
总643期第六期2018年6月河南科技Henan Science and Technology塔吊模型的结构分析及其优化林涌锋陈玉骥刘善晴麦毅康梁嘉伟包亮明(佛山科学技术学院,广东佛山528000)摘要:本文对塔吊模型进行研究,以竹皮为材料,从结构比选论证、材料及方案选择、设计计算、施工制作、荷载试验到优化模型等过程,对塔吊模型进行优化分析。
通过模型制作与加载试验,考察塔吊结构模型的受力特征和承载能力,以观察到特征分析模型的破坏特点,针对薄弱环节对模型加以优化。
此外,利用Midas Civil 对模型进行模拟加载受力分析,并验证试验加载结果。
最后,得出最优荷重比的塔吊模型选型及其截面尺寸。
关键词:塔吊模型;迈达斯建模;结构分析中图分类号:TU318文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2018)17-0043-04Structural Analysis and Optimization of Tower Crane ModelLIN YongfengCHEN Yuji LIU Shanqing MAI Yikang LIANG JiaweiBAO Liangming(Foshan University ,Foshan Guangdong 528000)Abstract:In this paper,the tower crane model was studied.With bamboo skin as the material,the tower crane modelwas optimized and analyzed from the process of structural comparison and selection,material and scheme selection,design calculation,construction production,load test and optimization model.Through the model making and loading test,the stress characteristics and bearing capacity of the tower crane structure model were investigated in order to ob⁃serve the damage characteristics of the characteristic analysis model,and the model was optimized according to the single link.In addition,Midas Civil was used to simulate the loading of the model,and the loading results were veri⁃fied.Finally,the model selection and section size of tower crane with optimal load ratio were obtained.Keywords:tower crane model ;MIDAS modeling ;structural analysis 1项目研究的目的塔式起重机是高层建筑物施工不可或缺的设备,在土木工程建设中占有重要地位。
本项目基于2017年广东省结构设计大赛,以塔吊模型为对象,开展这种结构模型的结构分析及其优化设计,该研究具有重要的现实意义和工程价值。
通过结构设计创新,按照最优荷重比的目标,在塔吊结构方案设计中,培养了相关人员的开拓创新精神及塔吊结构分析优化能力;在一次次结构优化和荷载试验中不断提高观察分析结构响应现象和解决实际问题的能力,加深对专业知识的理解,培养团队协作的精神,为今后从事土木工建设工作打下坚实的基础。
2方案比选通过传力路径等结构概念对模型体系进行定性分析,了解各个体系的主要受力特征,讨论设计塔吊结构方案,选出3个较优的方案。
具体方案如下。
2.1方案一方案一的结构如图1所示。
图1方案一结构图该塔吊结构高700mm ,宽130mm ,吊臂长度420mm ,平衡臂长255mm 。
塔身是一个矩形,截面为140mm ×收稿日期:2018-05-16基金项目:佛山科学技术学院国家级大学生创新创业训练(gs08203)。
作者简介:林涌锋(1996—),男,本科,研究方向:土木工程。
工业技术130mm ,总共分为4层,其中最上层高160mm 。
本模型在吊臂及平衡臂上采用下承式悬臂构造,利用拉条控制其下沉挠度;塔身采用桁架式结构,中间用拉条进行防失稳加固,增强了模型的稳定性。
2.2方案二方案二的结构如图2所示。
图2方案二结构图本方案采用斜拉平衡臂和吊臂的方式,使得自重比单纯桁架结构轻,也更好地利用了竹皮抗拉性能强的特点。
塔身采用常规的桁架结构,充分利用杆件受压和竹拉条受拉,以提高塔身的稳定性。
此外,用斜杆固定竖杆,不让其失稳[1]。
模型底座约束了竖直、水平和转动的自由度,所以底座是固定支座,平衡臂和吊臂的竹拉条相当于铰结点,充分利用了拉条的灵活性,也增大了抵抗弯矩的能力。
2.3方案三方案三的结构如图3至图6所示。
图3塔吊结构模型正视图图4塔吊结构模型俯视图图5长端侧视图图6短端侧视图第三个方案选型基本与方案二相同,不同的是,此方案中的平衡臂稍微往上翘起,有利于一级加载时避免平衡臂受力过大而被破坏。
通过讨论分析,我们决定对方案三进行模型优化。
3模型优化3.1模型特色本模型的特色在于模型的上部分平衡臂和吊臂处的拉条及塔尖的设计。
在拉条的作用下,将平衡臂和吊臂处的竖向荷载通过塔尖的斜撑杆和竖撑杆很好地传递到模型下部的支撑部分,形成一个完整的传力体系。
此外,拉条的使用而使平衡臂和吊臂处的杆件均受轴力作用。
竖向荷载通过斜撑杆和拉条直接传到塔身再传到基础,故模型具有传力路径短的优势。
3.2设计思路加载共分3级进行。
第1级荷载,在塔吊的平衡臂(短段)及吊臂(长段)安置加载用的加载条及挂钩,平衡臂处的配重100N;第2级荷载,在吊臂端施加重量30N;第3级荷载,在吊臂端施加自选的重量80~120N(此重量已经包括之前的30N)。
此外,还有挠度的要求(平衡臂和吊臂加载时的垂直向下挠度W)。
为了满足设计要求,模型的长端和短端都会翘起一个角度,这主要是为了降低加载时的下降挠度。
对于模型塔顶,在竖向荷载作用时,两端的杆件受压,容易出现压杆失稳的现象。
对于侧向的失稳,我们采用了贴条的方式;对于竖向失稳,短端杆件长度短,不易失稳,只采用分段的方式来增强短端压杆每段的刚度。
而长端压杆长,竖向失稳现象严重(压杆中心处最明显),因此,我们在将压杆分段的前提下还增加了2根三角杆作用在2压杆的中心,且在连接时用贴条黏合,这样上下两个方向的失稳都可以控制[2]。
对于模型塔身,为满足设计要求,4根支撑杆(压杆)之间用小三角杆撑开。
由于手工制作的误差,模型塔顶两处加载点很难对中,其长端和短端处两拉条的拉力不等,这就使模型整体不均匀扭转,故而在塔身采用侧向拉条来防止模型扭转过大而被破坏。
以此思路设计了二维受力的塔吊模型。
3.3材料截面选择3.3.1材料试验。
为了使得结构能承载荷载目标值的同时,整个模型的自重相对较轻,又能提高试验效率,我们对不同尺寸和不同层数的杆件进行测试。
杆件的尺寸及对应的荷载见表1。
3.3.2截面优化。
通过对模型不断加载试验后,得出较为合理的杆件尺寸,如表2所示。
表2杆件数据模型总质量为105g,较为理想。
3.3.3迈达斯建模如下。
由于结构模型由三部分组成,压杆、撑杆和拉条部分分别受力,故按照模型设计的思路,用迈达斯分别作受力分析。
建模时,用计算软件构建三角斜拉式塔吊空间结构模型。
分三级加载内力图如图7至图9所示。
图7一级加载内力图表1杆件的尺寸及对应的荷载尺寸(长×宽×高×厚度×层数)150mm×10mm×10mm×0.35mm×3(杆件)150mm×8mm×12mm×0.5mm×2(杆件)150mm×10mm×10mm×0.5mm×2(杆件)150mm×8mm×12mm×0.5mm×2(杆件)800mm×10mm×0mm×0.5mm×1(拉条)荷载/N335(压)286(压)210(压)564(压)100(压)测试对象图8二级加载内力图图9三级加载内力图由图7至图9可知,在加载时,长臂杆及平衡臂杆会产生弯矩;近平衡臂下竖杆在一级加载时承受较大压力,后由于二级加载平衡了一部分;近吊臂下竖杆在一级加载时主要承受拉力后在二、三级加载中变为压力;上竖杆承受的压力随着加载的进行而不断增加;斜撑杆主要承受压力。
迈达斯建模模型受力情况与前面试验加载情况相符。
4项目实施过程中存在的问题及原因分析①实际加载的荷载有可能超出杆件模拟计算出来的值。
因为在实际制作中,模型制作存在一定的手工工艺误差,加上材料存在偶然性,有些杆件所能承受的荷载值低于设计值。
此时,就要在制作上要认真负责对待,细心制作好每一根杆件。
此外,还要检查好材料的完整性,避免出现材料存在缺陷,导致模型应力过于集中。
②吊臂与塔身连接部分加载时弯曲较大。
因为4条柱都要先后承受压力和拉力,所以必须贴片,从而使节点变成刚性节点,吊臂产生挠度,变形产生弯矩传到柱子,受压侧的柱子就会弯曲变形,承载力下降。
③节点处理不好发生节点破坏。
手工拼接难免导致本应该是轴心受压有时发生偏心连接。
在制作完成后,应该对模型的敏感部位或者重要受力点进行检查复核,减少不必要的错误。
④塔吊模型加载时有一定的挠度和变形,在节点处形成弯矩,对模型受力产生较大影响,所以要预先考虑模型的变形,在制作时就调整杆件的交汇点位置,确保在加载时模型变形后力交汇在一点,减小变形的影响,使受力合理。
5项目实施过程中创新思维和实践能力方面的收获①在研究方面,要勤于动脑。
创新试验不是一个普通的试验,在创新的过程中,要依据书籍。
本文的研究是一个新的领域,因此,笔者需要为自己寻找书籍,了解试验原理,确定创新方向。
在创新过程中会遇到很多问题,这时就要认真思考。
②在创新方面,笔者必须首先确定创新的方向和目标。
要始终关注创新,绝不能背离主题,也不能随意猜测。
必须根据目的提出猜想,然后通过试验来验证猜想。
③对本文设计的塔吊模型而言,其是理论与实际的结合,当讨论模型选型时,要定出一个摸索方向,这个方向是设计人员思考、动脑、讨论和思想碰撞的结果。