官渡神話塔吊結構模型設計理論方案

2021-03-03 23:50:57 字數 2034 閱讀 6892

參賽學校: 浙江工業大學浙西分校

參賽隊員: 王方東馬立峰張佳麗

指導老師洪一紅

浙江省大學生結構設計競賽組委會

二00八年

目錄 1

1.設計說明書 2

1.1方案構思 2

1.2結構選型 2

2. 方案圖 6

2.1透檢視 6

2.2節點祥圖 7

3.計算書 8

3.1 計算模型(圖1-6) 8

3.2 結構計算假定和各個單元物理引數 9

計算假定 9

3.3 構件截面尺寸 9

3.4 結構計算簡圖(圖1-7) 9

3.5 結構選型計算 10

3.6 荷載分析 12

3.7 內力分析 12

3.8承載能力評價 12

現代建築提倡綠色人文理念,通過建築傳遞地域文化感知時代氣息。而這也是我們的作品「官渡神話」的起點和歸宿。三國時期是中國印的燦爛一筆而「官渡之戰」更是經典中的神話,曹操與謀臣將士齊心協力調兵遣將出神入化,以一萬精兵低袁紹三十萬,為統一北方奠定基礎。

我們的作品之所以取名為「官渡神話」是因為她也是我們團隊共同努力的結晶,希望她今後能在施工現場像曹明公那樣:用最合理的結構布置,最輕最省的用料達到最理想的效果。更希望她能帶著我們中國的文化叩開創新的大門走向世界創造神話!

塔吊採用懸挑桁架結構,四邊形豎直支座穩如泰山浩然正氣,上端呈三稜錐的懸挑整體桁架在繼承傳統造型的意義上又不失改革創新。整體給人一種「似曾相識」卻又「未曾謀面」的意境。在整體形象給人帶來親和力的同時,理性技術的表現也毫不遜色:

「k」形斜撐就極具藝術感染力清晰地體現了力與美。塔吊整體外觀通透、純淨、輕盈、精巧。

力學可分析,三角形是最穩定的結構,利用三角斜撐的穩定性,結構上部荷載就可逐層分解到下部支架,受力均勻,從而使整個結構穩定。考慮到比賽中模型先後受到豎向荷載和側向荷載,其中以側向荷載為主要控制荷載,模型結構選擇了框架和柱間斜撐構成的框架—斜撐體系,框架結構主要承受豎向荷載,斜撐體系主要承受側向荷載,從而保證結構具有足夠的側向剛度,控制其側向位移在規定範圍內。

結構採用圓形杆,製作簡單,抗壓性、抗拉性都較出色。 根據各桿件不同的受力情況,其直徑選擇也各不相同。通過製作工藝,使杆中紙與紙之間貼合緊密,強度保持在受力範圍內,減輕了杆的自重,達到了節約材料的目的。

注:圖中字母及數字為各節點編號,豎直支座採用大寫英文本母編號,對稱部分用(a、a』)形式; 三稜錐的懸挑桁架頂點採用阿拉伯數字編號,底面採用小寫英文本母,對稱部分用(a、a』)形式,具體見立面圖ⅰ。在該圖中e與a,j與b分別重合。

各桿件均為圓形杆。

注:與立面圖ⅰ的編號規律完全相同,在該圖中e』與a』,j』與b』分別重合。

注:立面圖ⅲ為分別從前後兩個方向投影得到的立面圖,由立面圖中各節點編號可分辨。

注:在該俯檢視中虛線表示三稜錐的懸挑桁架結構底部平內的三角斜撐。在該懸挑桁架節點6處施加2㎏水平力。

注:立體圖中僅標註出懸挑桁架結構頂點與立柱底面節點編號,其餘編號可由立面圖中得知。

計算假定:

1) 結構底部不能移動,但可以有一定的轉角,所以支座可以視為鉸接。

2) 梁、柱和斜撐的連線點視為鉸接。

3) 計算時所有的荷載均等效為作用在節點上的集中荷載。

4) 整個結構作為桁架進行計算。

計算簡圖:

平面節點分析:

該平面圖上主要節點受力分析:

注:節點6、e』、d、c、c』受力分析圖

第一危險截面分析:

在節點1、dd』中點、節點6分別載入3㎏、1㎏、6㎏時,設,則杆56受力為t1,杆e6(e』6)受力為t2。

說明:在本模型中截面為危險截面。

第二危險截面分析:

由得:各桿件軸力如下:

第三危險截面分析:

考慮到懸挑桁架受2㎏水平力作用,對豎向支撐產生扭矩作用,所以柱子底下四根主杆與底座的黏結面也是乙個危險截面。

由軸力分析,取截面最小,軸力最大,最危險的壓桿進行穩定性驗算

已知:由尤拉公式得:

所以此杆穩定。

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