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
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文檔簡介
1、隨著城市化的發(fā)展,高層建筑逐年增多,施工高度的增加使得對塔機性能的要求也越來越高。塔機處于獨立狀態(tài)起升高度逐漸增加時,結(jié)構(gòu)的非線性越來越明顯。為分析非線性因素對塔機結(jié)構(gòu)性能的影響,本文以某塔式起重機為研究對象,利用ANSYS建立了塔機有限元模型,分別研究了非線性對塔機強度、靜剛度、地震反應(yīng)以及塔身穩(wěn)定性的影響。
利用ANSYS軟件對塔機強度及靜剛度進行了校核,結(jié)果表明,該塔機靜強度及靜剛度均滿足設(shè)計要求。在此基礎(chǔ)上,采用非線性
2、有限元求解技術(shù),考慮了材料非線性以及幾何非線性因素,分別計算了不同參數(shù)下塔機強度以及靜位移。分析表明,非線性因素對塔機的強度計算影響不大,其計算結(jié)果與線性解相差不大,幾何非線性對塔機的靜剛度計算影響較大;隨著塔機自由高度的逐漸增加,幾何非線性對塔機靜位移的影響逐漸增大。塔機處于最大獨立高度時,線性解與非線性解的相對偏差接近20%,此時幾何非線性對塔機靜位移的影響難以忽略,因此在工程實際中,計算塔機靜剛性時,需要考慮塔機結(jié)構(gòu)的幾何非線性因
3、素。
利用ANSYS軟件計算了塔機最大獨立狀態(tài)下的固有頻率,并得到其前八階振型和基本周期。選用El-Centro波作為地震動輸入,采用時程分析法,計算抗震設(shè)防等級為7度時地震作用下塔機的動態(tài)響應(yīng)。結(jié)果顯示,塔機起重臂端部節(jié)點豎向位移最大,塔機結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力出現(xiàn)在地震反應(yīng)的初始時刻,塔身最大應(yīng)力在整個地震反應(yīng)過程中具有較大波動。對比線性和非線性分析計算結(jié)果,得出幾何非線性對塔機結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)影響很大。計算塔機起重臂與地震載荷處于不
4、同角度時非線性地震反應(yīng),結(jié)果表明,起重臂與地震載荷間的夾角對塔機結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)具有一定影響,起重臂與水平地震載荷平行時,有利于塔機結(jié)構(gòu)的安全。不同抗震設(shè)防烈度下的分析表明,抗震設(shè)防烈度對塔機豎向位移以及應(yīng)力均有影響,隨著抗震設(shè)防烈度的增大,塔身最大應(yīng)力和結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力的增量均呈成倍增長趨勢。
最后對塔身進行了屈曲分析,對特征值解與非線性解進行對比得出,特征值解為塔機額定起升載荷產(chǎn)生總輪壓的10.46倍,是非保守解,非線性解為總輪
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