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1、 塔吊结构模型设计理论方案 参赛学院： 参赛队名： 参赛组员: 参赛组长: 二一四年十二月十四日目录目录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5 3。 3 结构计算简.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。64。 结语101设计说明书本塔吊以纸和线为材料，充分利用线的弹性作用.而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，
2、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.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三三角形，作为一个支撑单元，撑起整体。塔身共有4根主承重杆件，塔顶有3根主选柱子作为首要支撑,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
3、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撑杆件连接，整体连接有几个优点：（1）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。2。材料性能与制作经验2.1 材料力学性能指标查资料结合实际知道1、230g白卡纸
4、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。9 22。2 7。02、蜡线极限拉力 股数 1 2 3 4 5 6 极限力（N） 48 110 168 207 225 2322.2 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
5、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。3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
6、件单元.（4）计算时所有的荷载均等效为作用在节点上的集中荷载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）支撑采用圆环截面截面1外直径（D）10mm 截面1内直径（d):8mm3。4 结构计算简图为计算简单，现将其简化为如下模型：（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 - - 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 0.00000034 0.00000001 0。00000001 0。00000015 0.00000000
7、 2 -0.00000001 0.00000015 0。00000000 -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 0.0000
8、0000 0。00000000 0.00000002 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。000
9、00001 -0。00000015 0。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 0.000000
10、00 0。00000000 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 -
11、0.00000002 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 -0.00000015 0。00000000 -0。00000006 0.00000000 0。00000000-（二)内力分析 内力计算表杆端内力值 （ 乘子 = 1)- 杆端 1
