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1、实用文档“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o年一月二十九日大全目录目录 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 81 .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
2、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，一个支点撑起整
3、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。2. 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（MPa56.922.27.02、蜡线极限拉力股数
4、 123 45 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勺钢管、直径8mm勺钢管来卷各杆件。（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。胶合的时候最好用工具对粘贴面施加一定的压 力，这样可以保存
5、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 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
6、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（一）荷载分析位移计算图位移计算表杆端位移值（乘子=1）水平位移 v-竖直位移-转角杆端1杆端21-0.00000000-0.000000340.00000001-0.00000001-0.000000150.000000002-0.00000001-0.000000150.00000000-0.00000001-0.000000100.000000003-0.00000001-0.000000100.00000000-0.00000001-0.000000050.0
7、00000004-0.00000001-0.000000050.00000000-0.00000002-0.000000010.000000005-0.00000002-0.000000010.00000000-0.00000002-0.000000000.000000006-0.00000002-0.000000000.00000000-0.000000020.000000010.000000007-0.000000020.000000010.00000000-0.000000020.000000030.000000008-0.000000020.000000030.00000000-0.0
8、0000006-0.000000000.000000009-0.00000006-0.000000000.00000000-0.00000000-0.000000340.0000000110-0.00000000-0.000000340.00000001-0.00000001-0.000000150.0000000011-0.00000006-0.000000000.00000000-0.00000002-0.000000000.0000000012-0.00000006-0.000000000.00000000-0.000000020.000000010.0000000013-0.00000
9、006-0.000000000.00000000-0.00000002-0.000000010.00000000单元码 u -水平位移 v - 竖直位移-转角 u -14-0.00000001-0.000000100.00000000-0.00000006-0.000000000.0000000015-0.00000001-0.000000050.00000000-0.00000004-0.000000050.0000000016-0.00000004-0.000000050.00000000-0.00000002-0.000000010.0000000017-0.00000002-0.000
10、000010.00000000-0.00000001-0.000000010.0000000018-0.00000001-0.000000010.000000000.000000000.000000000.0000000019-0.000000020.000000010.00000000-0.000000010.000000000.0000000020-0.000000010.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000021-0.000000020.000000010.00000000-0.00000001-0.000000010.00000
11、00022-0.00000001-0.000000010.000000000.000000000.000000000.0000000023-0.00000001-0.000000150.00000000-0.00000006-0.000000000.00000000（二）内力分析内力计算图内力计算表杆端内力值（乘子=1）杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力1-12.00000000.000000000.00000000-12.00000000.000000000.000000002-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.00000
12、0003-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.000000004-26.60000000.000000000.00000000-26.60000000.000000000.000000005-12.55000000.000000000.00000000-12.55000000.000000000.000000006-12.55000000.000000000.00000000-12.55000000.000000000.000000007-4.000000000.000000000.00000000-4.000000000.
13、000000000.00000000杆端1弯矩85.656854250.000000000.000000005.656854250.000000000.00000000924.73863370.000000000.0000000024.73863370.000000000.0000000010-12.00000000.000000000.00000000-12.00000000.000000000.00000000110.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.000000001219.11838120.000000000.00000
14、00019.11838120.000000000.0000000013-31.41675500.000000000.00000000-31.41675500.000000000.00000000140.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000150.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000160.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000017-28.10000000.00
15、0000000.00000000-28.10000000.000000000.0000000018-28.10000000.000000000.00000000-28.10000000.000000000.000000001917.10000000.000000000.0000000017.10000000.000000000.000000002017.10000000.000000000.0000000017.10000000.000000000.00000000210.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000220
16、.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000232.785677660.000000000.000000002.785677660.000000000.00000000（三）弯矩分析图（四）剪力分析图4. 结语这次结构设计给了我们充分展示自我的发展空间， 可自由发挥我们的爱好和 特长。在社会实践中，我们根据自己的爱好和特长，充分展示自己，使自己的个 性发展得到支持和鼓励，逐渐形成了自己的特色。还激发了我们的创新意识。在 困难中，我经常会遇到“为什么”和“怎么做”，这就要求我要会质疑和反思， 要求我们对问题要多方位、多角度地思考，从而激发蕴藏在我们身上的潜在创造 性。在结构设计中使我实践能力也得以发展。在结构设计中，我们自己动手操作、 分析设计，面对陌生事物大胆创新，克服困难，实现目标。这就要我在此过程中 实现手脑结合，体力劳动和脑力劳动相结合，在体力和智力协调发展的基础上实 现实践能力更进一步地发展。这次艰难坎坷的结构设计就像一剂强心针， 调整了我们的情绪，磨练了我们 的意志和品格，提高了承受能力和自调能力，从根本上消除心理上的自我干扰和 相互磨擦。通过结构设计，让我们在学校里，学习掌握了一定的理论知识，结合 了实践的问题，让我们不断的创新，在困难重提高自己，锻炼了我们意志。10