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塔式起重机基于ANSYS的地震响应研究

任舜  
【摘要】:塔式起重机是建筑行业中应用最为普遍,但却又是对地震最为敏感的一种施工设备,汶川地震后,人们对该类设备的抗震性极为关注,这也是震后大规模重建与地震频发矛盾下所必须考虑的。正基于此,本文从实际施工应用出发,对汶川地震中西安地区塔机的地震响应特性,应用ANSYS有限元分析软件进行了相关研究,并获得了以下几个方面的成果: (1)应用ANSYS软件,较详细的建立了塔机及其附着对象的有限元模型,为仿真研究奠定了坚实的模型基础; (2)附着塔受到建筑物的影响,动态与静态两种方式校核下,危险点的位置在较大概率下是不同的,而独立塔则相同,从而得出独立塔进行抗震设计时,乘以动态放大系数,按等效静力学校核即可,而附着塔必须进行动态校核才能发现薄弱点的结论,但是在较多情况下,人们忽略了对塔机的动态校核环节,正因如此,造成了地震中附着塔较多于独立塔发生倒塌; (3)附着塔一般最好附着于建筑物短轴上; (4)在地震突发时,若得知震中方向,则应使塔机起重臂指向或背离震中,也就是说,尽量使起重臂与塔机工作点和震中的连线平行,这样可使塔机受力较小,从而最大程度减轻伤亡,这也是此类突发事件下可行的有效应急方案之一。 (5)应用APDL语言及用户界面设计语言UIDL对ANSYS进行了二次开发,在经典模块下添加了塔机的专业化模块,实现了塔机有用户化界面的参数化建模,并对该模块进行了汉化。


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