状 ，使计算更接近实际 。采用Ｂ Ｅ Ａ Ｍ１ ８ ９ 单元可 以 改进 梁构 件 的可视 化特 性 ；能 够考 虑剪 切变 形 的影
响 ；在单元 插 值 函数 中 ，挠 度 和截 面转 动能 够各 自 独 立插 值 。 因此 ，塔身 、平 衡臂 及起 重臂 主要 杆件
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ４ １ ８ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｍ１ ９ ８ １ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ５ ． ０ ２ ４
＝
回转支承结构等实体部件采用梁杆单元进行等效 ， 使塔机 的整体分析中只包含梁单元 ，避免了具有不
同结点 自由度 的梁 单元 和 板壳 单元 的联 接 问题 。另 外 ，一 般塔 机 都具 有几 百甚 至几 千 根杆 件 ，其输 入 数 据文 件 已经很 大 ，如 果再 同时分 析 回转机 构 的板 壳结 构 ，更 将 大大 增大 数据 文件 ，甚 至超 出了计 算
Ｔｈｅ ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｆ ｔ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＮＳＹＳ
Ｆ Ｕ Ｇｕ ｏ － ｙａ ｎ
１ 模 型的建立
１ ． １ 模型 简 化
地脚 螺 栓相 连 ，则认 为在 底部 能承 受 弯矩 ，假定 它 是 固接支 座 ，约束 线 位 移 ＝ Ｏ 、 ＝ ０、 ＝ ０ ；角 位移 Ｒ Ｏ Ｔ ｘ ＝ Ｏ 、Ｒ Ｏ ＝ ０ 、 ０ Ｌ＝ ｏ ；平 衡臂 、起 重臂 、
进行 建模 。
壳单元单独分析 回转机构 。根据设计规范的规定 ， 塔机必须工作在材料弹性范围内，且对一般的中小
型塔 机 的分 析不 必考 虑非 线 性 因素 ，因此 Ｑ Ｔ Ｚ ６ ０ １ ２ 塔 机 只讨 论线 性分 析 。 （１ ）塔 身 、起 重 臂 主 弦 杆 和腹 杆 的 每个 连 接 点 根 据实 际尺 寸建 立节 点 ，每 节塔 身 、起重 臂 的连 接 点也 建立 节 点 。 （ ２）塔机 模 型应 与 实 际形 状 保 持几 何 上 的相
由 于 回 转 支 承 结 构 等 实体 部 件 相 对 塔 式 起 重
机整体结构而言几何尺寸较小 ，而刚度较大 、质量
较 为 集 中 ，当对 塔机 结构 进行 整体 分 析时 ，可 以将
塔 帽与塔身 连接 节点 约束线 位移 ＝ ０ 、Ｕ ｒ ＝ ０ 、 ０ ；角位 移Ｒ Ｏ Ｔ ｙ ＝ Ｏ 、加 Ｔ ｚ ＝ ０ ；平衡 臂拉 索 、起 重
设计计算
ＤＥＳｌ ＧＮ ＆ ＣＡＬ ＣＵＬ Ａ丁ｌ ＯＮ
基 于ＡＮＳ ＹＳ 的塔 式起 重 机 结构 分 析
符 国炎
（ 广东省建筑 科学研究院集团股份有 限公司 ，广东 广 州 ５ １ ０ ５ ０ ０
［ 摘要 ］Ｐ ２ Ｑ Ｔ Ｚ ６ ０ １ ２ 塔 式 起重 机 为例 探 索建 立一 种基 于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 的建模 分 析 （ 塔 式起 重 机结 构 分析 的
同 ，对 研究 问题 影 响不 大 的局部 结构 适 当简 化 。
Ｂ Ｅ ＡＭ １ ８ ９ 单 元 是建 立 在 Ｔ ｉ ｍｏ ｓ ｈ ｅ ｎ ｋ ｏ 分 析理 论 基础 上 的二次 梁单 元 ，可 以 自定 义 单元 截 面形状 ， 可 以较 好 地 再 现 角 钢 组 合 、方 钢 、角 钢 等 实 际 形
臂拉 索 与平衡 臂 、起重 臂 、塔 帽连 接节 点约 束线 位
移Ｕ ｘ ＝ ０ 、Ｖ ｙ ＝ Ｏ 、
Ｏ ；角位移Ｒ Ｏ Ｌ ＝ Ｏ 、Ｒ Ｏ Ｌ ＝ Ｏ 。
（ ４）对 变 幅小 车 、变 幅机 构 、 回转 支 座 等 刚 度 大 、质量 集 中 的塔机 附件 采用 质量 单元 来模 拟 。
简化 、单元选择 、建立模型 、载荷情况 、设计工况计算 、结果与分析 ）的研究方法 ，以达到从设计 阶段
找 出塔 机工 作 状 态 的危 险 部位 及 应 力水 平 的 目的 ，从 而 为塔 式起 重 机 的设 计 计 算 、检 验 检 测 和安 全评 估 提 供 可靠 数据 和方 法 。 ［ 关键 词 ］ 塔 式起 重 机 ；结构 分析 ［ 中图 分类 号 ］ Ｔ Ｈ ２ １ ２ ［ 文献标 识 码 ］ Ｂ ［ 文章编 号 ］１ ０ ０ １ — ５ ５ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ １ ３ ５ — ０ ３
（ ３ ） 模 型的边界约束条件应与塔机实际工作 时保持一致。塔身底部结构刚度很大 ，又与地基用
国炎 ，广东省广州市先烈东路１ ２ １ 号
Ｃ Ｏ Ｎ Ｓ Ｔ Ｒ Ｕ Ｃ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ ＭＡ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｅ Ｒ Ｙ １ ３５
Ｉ 设计计算
＿ＤＥ Ｓ ｌ ＧＮ＆Ｃ Ａ Ｌ ＣＵ Ｌ Ａ Ｔ １ ０Ｎ
选 择Ｂ Ｅ Ａ Ｍ １ ８ ９ 梁单 元进 行模 拟 。 平 衡 臂 及 起 重 臂 拉 杆 选 择 三 维 桁 架 单 元 Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ８ 。Ｌ Ｉ ＮＫ８ 是２ 节 点６ 自由度 的轴 向拉 伸 、压 缩 三维 杆单 元 ，主要 用 于模拟 两端 结 点铰 接 的空 间杆 件 ，不考 虑杆 件 的弯 曲及扭 转 变形 。 附 件 质 量 选 择 ＭＡＳ Ｓ２ １ 单 元 。 ＭＡＳ Ｓ ２ １ 是 Ａ ＮＳ ＹＳ 提 供 的３ Ｄ质 量单 元 ，具 有沿 Ｘ 、ｙ Ｙ ｆ Ｉ ｌ ｚ 向的平
１ ． ２ 单 元类 型选 择
一
般 塔 机 的 空 间 实 体 结 构 ， 有 限 元 计 算
机的工作能力。在作完整体分析之后 ， 再将整体分
析 中得 到 的等效 单元 的结 点 力作 为外 载荷 ，采用板
中 可 采 用 ＢＥＡＭ ４、ＢＥＡＭ ４ ４、 ＢＥＡＭ １ ８ ８、
Ｂ Ｅ Ａ Ｍ１ ８ ９ 、Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ８ 、Ｓ ＯＬ Ｉ Ｄ１ ８ ５ 、ＭＡＳ Ｓ ２ １ 等单 元