大載荷多功能施工平臺模塊化組合方法研究.pdf

1、分類號：UDC：作者姓名：指導(dǎo)教師：申請學位：所在單位：學校代碼：密級：公開大載荷多功能施工平臺模塊化組合方法研究趙祥云入學年份：2009年9月鄭夕健教授學科專業(yè)：機械設(shè)計及理論工學頌士交通與機械工程學院論文提交日期：2011年11月論文答辯日期：2011年12月學位授予日期：2012年3月答辯委員會主席：鞏亞東答辯委員會組成：丑亞丕處至蕉在適瑩淫迸匿旌論文評閱人：堡攔撻塑明碩士研究生學位論文摘要I摘要隨著我國建筑裝飾行業(yè)的快速發(fā)展，采

2、用傳統(tǒng)的腳手架施工方法不能滿足現(xiàn)代幕墻安裝要求。高空作業(yè)施工平臺(簡稱吊籃)是建筑安裝作業(yè)中不可缺少的設(shè)備，針對建筑結(jié)構(gòu)尺寸變火，工作載重量增加，而目前國內(nèi)的相關(guān)發(fā)備額定載重為800kg，跨度為75m，不能滿足大載荷大跨度的需求。因此，本文通過分析現(xiàn)有懸吊平臺，確定大載荷多功能施工平臺模塊結(jié)構(gòu)形式，利用相關(guān)理論對懸吊平臺進行分析，形成了大載荷多功能施工平臺模塊化組合技術(shù)，為高空作業(yè)施工平臺的新產(chǎn)品的開發(fā)與研究具有重要的理論意義。本文首先

3、利用結(jié)構(gòu)力學分析現(xiàn)有的懸吊平臺結(jié)構(gòu)，得出橫梁的受力狀況與腹桿不同的布置形式有關(guān)?；谕負鋬?yōu)化的思想，使用HyperWorks軟件找出平臺的腹桿布置位置。利用有限單元法理論，針對懸吊平臺結(jié)構(gòu)進行簡化，構(gòu)建有限元模型，并對結(jié)構(gòu)進行靜力學分析，分別得出主要結(jié)構(gòu)件(立柱、橫梁、上腹桿、F腹軒)在不同截面尺寸下相對應(yīng)的最大應(yīng)力和最大變形量，通過分析比對，得到跨度為15m的懸吊平臺主要結(jié)構(gòu)件在不同材料下截面尺寸。然后，根據(jù)不同截面尺寸不同材料組合方

4、式，結(jié)合枚舉組合算法對結(jié)構(gòu)的分析，形成九種大載荷多功能施工平臺模塊化組合方案。利用有限元分析軟件分別對每種組合方案在四種工況進行分析，得出各組方案最大應(yīng)力值和最大變形量，確定出滿足許用應(yīng)力和許用應(yīng)變的四種方案。選取方案1(6個25m模塊，材料選用Q235)進行樣機現(xiàn)場試驗，使用電阻應(yīng)變測量的方法進行測試，得出相應(yīng)點的應(yīng)力和應(yīng)變值，將數(shù)據(jù)分析處理，并與有限元分析結(jié)果比對，驗證懸吊平臺有限元模型簡化的合理性。對上述的四種方案進行模糊綜合評判

5、，經(jīng)過計算分析，得出了15m跨懸吊平臺的綜合性能較優(yōu)的兩種模塊化組合方式。最后，對方案1進行模念分析，提取前四階模態(tài)，獲得相應(yīng)的固有頻率及模態(tài)振型，分析每種振型的起振原因。同時，分析沖擊載荷對懸吊平臺的影響，在沖擊位移小于50mm時，重物自由下落高度與相應(yīng)重量的數(shù)學表達式。本文在分析現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，利用拓撲優(yōu)化、枚舉組合算法、有限單元法和模糊綜合評判的理論分析15m跨懸吊平臺，獲得了一套對大載荷多功能施工平臺模塊化組合方法，為不同跨度