發(fā)布時(shí)間：2018-11-26 21:24

【摘要】：隨著公路橋與鐵路橋不斷朝著大型化、長(zhǎng)跨距的方向發(fā)展,超大型塔式起重機(jī)作為有效的施工裝備得到了日益廣泛的關(guān)注。但在這類(lèi)塔機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,還存在諸多理論和實(shí)際問(wèn)題有待深入研究和解決。本文在國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAJ02B01-02)的支持下,對(duì)塔機(jī)超靜定桿系結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析問(wèn)題、計(jì)及幾何非線性的極限承載能力分析問(wèn)題、隔振特性分析問(wèn)題和移動(dòng)載荷問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究,旨在為提高塔機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析精度和最大限度消除安全隱患提供相應(yīng)的理論依據(jù)和設(shè)計(jì)計(jì)算參考。以塔式起重機(jī)超靜定雙吊點(diǎn)水平臂為研究對(duì)象,研究其在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)非保向力作用下的整體穩(wěn)定性分析問(wèn)題。應(yīng)用力法推導(dǎo)了計(jì)及軸向偏心的雙吊點(diǎn)水平臂拉桿力計(jì)算通用解析式;基于二階理論和微分方程法,推導(dǎo)了雙吊點(diǎn)水平臂在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)非保向力作用下的失穩(wěn)特征方程。通過(guò)非線性有限元密分單元的計(jì)算實(shí)例仿真,驗(yàn)證了本文推導(dǎo)的解析方法的正確性和有效性,為雙吊點(diǎn)水平臂的內(nèi)力計(jì)算及其非保向力作用下回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性分析提供了理論支撐,該部分研究成果被新修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13752-2016《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》所采用。以塔式起重機(jī)附著裝置為研究對(duì)象,研究了附著裝置內(nèi)力的計(jì)算方法和單肢穩(wěn)定性對(duì)整體結(jié)構(gòu)承載能力的影響�；诙A理論及剛度分配法,建立了彈性附著裝置支撐反力計(jì)算的解析表達(dá)式。運(yùn)用平衡方程法推導(dǎo)了三桿式及含有失穩(wěn)桿件的四桿單側(cè)式附著裝置桿件內(nèi)力計(jì)算精確表達(dá)式。通過(guò)有限元計(jì)算實(shí)例驗(yàn)證了所推導(dǎo)解析式的正確性和方法的有效性。研究了單肢失穩(wěn)對(duì)超靜定附著結(jié)構(gòu)局部屈曲后承載能力的影響,定性地分析了超靜定附著結(jié)構(gòu)單肢失穩(wěn)后的承載潛力,以及結(jié)構(gòu)單肢失穩(wěn)前后剛度的變化,為結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)設(shè)計(jì)分析提供了依據(jù)。以塔身?xiàng)U系結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,研究了計(jì)及幾何非線性和單肢穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)極限承載能力分析方法。首先,對(duì)計(jì)及大變形幾何非線性的彈性失穩(wěn)壓桿力學(xué)行為進(jìn)行了探討,提出了雙態(tài)彈性桿件的概念,建立了雙態(tài)彈性桿件單元。隨后,為了考慮單肢穩(wěn)定性的影響,對(duì)經(jīng)典的柱面弧長(zhǎng)法進(jìn)行了改進(jìn),通過(guò)與文獻(xiàn)典型模型的平衡路徑計(jì)算結(jié)果對(duì)比,證明了本文方法的正確性。最后,將該方法應(yīng)用于塔身?xiàng)U系結(jié)構(gòu)極限承載能力的分析中,分析了腹桿布置形式對(duì)塔身承載能力的影響,給出了不同類(lèi)型塔機(jī)適用的腹桿布置形式,為塔身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的腹桿布置形式選擇提供了理論依據(jù)。以塔機(jī)用空間周期剛架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)該周期結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了深入研究�；陔x散傅里葉變換理論、奈奎斯特定理和變分法,推導(dǎo)了頻域內(nèi)桿、梁、軸和空間梁柱單元的精確動(dòng)力學(xué)剛度矩陣。隨后,將該方法應(yīng)用于空間周期剛架結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)計(jì)算,表明本文方法相較于傳統(tǒng)有限元方法具有系統(tǒng)自由度少,計(jì)算時(shí)間短,計(jì)算精度高的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)所得頻響曲線的分析,得知子結(jié)構(gòu)幾何尺寸越大,材料組成越多元,性能差異越大,受載越均勻,總體結(jié)構(gòu)的隔振性能越好。該研究成果為塔機(jī)結(jié)構(gòu)部件的隔振性設(shè)計(jì)提供了有益參考。以塔式起重機(jī)雙吊點(diǎn)水平臂為研究對(duì)象,對(duì)其中存在的移動(dòng)載荷問(wèn)題進(jìn)行了深入研究�；诶绽棺儞Q理論和變分法,推導(dǎo)了拉普拉斯域內(nèi)桿單元、梁?jiǎn)卧推矫媪褐鶈卧膭?dòng)力學(xué)剛度矩陣。基于靜態(tài)格林函數(shù),推導(dǎo)了針對(duì)該移動(dòng)載荷問(wèn)題的修正函數(shù)。通過(guò)與簡(jiǎn)支梁移動(dòng)載荷問(wèn)題解析解對(duì)比,證明了本文方法的正確性。隨后,將該方法用于塔機(jī)雙吊點(diǎn)水平臂移動(dòng)載荷問(wèn)題的求解,通過(guò)與傳統(tǒng)有限元方法對(duì)比,表明本文方法計(jì)算成本低,求解精度高,通用性強(qiáng),尤其適合解決超靜定結(jié)構(gòu)中的移動(dòng)載荷問(wèn)題。為塔機(jī)移動(dòng)載荷問(wèn)題的求解提供了一種高效的新方法。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH213.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭杰民;;引起塔機(jī)塔身傾斜問(wèn)題分析及處理方法[J];建筑機(jī)械化;1990年05期

2 胡永飛;;塔身腹桿體系形式探討[J];建筑機(jī)械;1992年02期

3 韓貴林;塔機(jī)塔身加節(jié)與降節(jié)的安全因素[J];大眾標(biāo)準(zhǔn)化;2004年07期

4 伍長(zhǎng)振;;附著式塔身的穩(wěn)定性計(jì)算[J];建筑機(jī)械;1985年04期

5 易立;;塔機(jī)豎塔時(shí)反向傾復(fù)事故教訓(xùn)[J];建筑機(jī)械化;1989年06期

6 孫偉;劉郁馨;;塔機(jī)塔身簡(jiǎn)單模型的非線性動(dòng)態(tài)分析[J];建筑機(jī)械化;1990年05期

7 鄭惠強(qiáng);多跨彈性附著式變截面塔身頂部位移計(jì)算[J];工程機(jī)械;1994年02期

8 薛淵,陸念力,劉明思;格構(gòu)式塔身側(cè)向位移的高效算法[J];建筑機(jī)械;2002年03期

9 白晶;楊仁春;張桂茹;王桐;夏潤(rùn)生;;塔機(jī)的塔身有限元建模和對(duì)比分析[J];機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新;2012年06期

10 張正元;;塔機(jī)塔身的非線性變形及強(qiáng)度計(jì)算[J];建筑機(jī)械化;1986年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 陸念力;顧迪民;胡國(guó)宏;;復(fù)雜荷載作用下塔機(jī)塔身非線性變形的計(jì)算[A];中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)物料搬運(yùn)分會(huì)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1992年

2 李明;;某QTZ80型塔機(jī)傾覆事故分析計(jì)算[A];中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑施工分會(huì)、中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)施工機(jī)械化分會(huì)2012年會(huì)暨機(jī)械化施工新技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)會(huì)刊[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 本報(bào)駐海南記者 張鉞;海南起云塔：塔身嚴(yán)重傾斜[N];中國(guó)文化報(bào);2013年

2 鐘東兵　胡建德;如何消除塔機(jī)安裝后的安全隱憂(yōu)[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2011年

3 王敏;建筑工地塔倒人亡事故分析[N];中華合作時(shí)報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 溫舒瑞;超靜定塔機(jī)桿系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與非線性及其動(dòng)態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 閻玉芹;塔式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 李強(qiáng);快架塔機(jī)塔身折疊過(guò)程虛擬樣機(jī)仿真分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

2 嚴(yán)飛;塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)非線性分析[D];西南交通大學(xué);2016年

3 程錄波;塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)兩個(gè)主肢剛度變化宏觀表征研究[D];山東建筑大學(xué);2014年

4 郝龍龍;塔式起重機(jī)塔身?yè)p傷研究[D];山東建筑大學(xué);2013年

5 付鑫;地基不均勻沉降對(duì)雙曲線冷卻塔上部塔身結(jié)構(gòu)的影響[D];石家莊鐵道大學(xué);2014年

6 杜偉平;基于有限元的塔式起重機(jī)疲勞研究[D];大連理工大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：2359660