聊聊：基于ANSYS的液压平台结构有限元分析

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施工液压平台由中心鼓圈、辐梁、拉索、环梁、外吊架、井架及抱杆等组成。辐梁高面用于施工材料、设备的临时堆放及人员的水平输送；平台高面设置一根抱杆，通过卷扬机形成简易的垂直运输工具；烟囱筒壁混凝土内均匀埋设爬杆，由穿心式液压千斤高通过爬杆向上爬升，从而带动辐梁上升，现液压平台的提升。液压施工平台结构如图所示。有限元分析的相关知识也可以到网站具体了解一下，有专业的客服人员为您全面解读，相信会有一个好的合作！http://www.nataid.com/

由于液压施工平台结构复杂、超静定次数高、所受荷载种类繁多，手算过程比较繁琐并且会因过度简化而导致计算结果偏差较大，因此，本文采用有限元分析软件ANSYS对平台主结构进行计算，根据其计算结果对施工平台进行化。

此次模拟原点位于平台中心，轴正向为竖直向上，轴和轴在平台面内分别指向直径方向。以各型钢的形心轴线建立模型，系统包括中心鼓圈上环附属杆、中心鼓圈上环支撑杆、中心鼓圈上环、中心鼓圈下环、中心鼓圈立杆、辐梁、拉索、环梁、井架和爬升杆。模型拉索采用LINK10单元，其他杆件均采用BEAM188单元。由于爬升杆埋在混凝土里，因此此次模拟约束爬升杆6个自由度，即固定约束。整体模型如图所示。

按比较不利工况计算：平台处于10以下标高，筒身外半径为18500，混凝土壁厚650，抱杆工作，可变荷载作用在辐梁上。以下标高，筒身外半径为18500，混凝土壁厚650，抱杆工作，可变荷载作用在辐梁上。

平台的刚度按比较不利工况计算：抱杆工作，可变荷载作用在平台中心。

长时间荷载分项系数取12，可变荷载分项系数取14，基本风压按06N2考虑。按规范要求，验算挠度应采用荷载标准值，计算承载力应采用荷载设计值。平台荷载分类见表。

施工平台结构强度和刚度计算结果如图所示以下应力单位均为MP，位移单位均为。

根据GB50017-2022《钢结构设计规范》，由于钢材采用Q235钢且厚度小于16，因此钢材强度设计值［］=2150MP。

此平台为特殊结构形式，竖向刚度相应标准可查，用户根据使用经验及施工要求确定结构挠度容许值［］=L250。平台整体跨度L1=35280，挠度许用值［1］=L1250=1411；鼓筒上平面比较长平杆长度L2=11710，挠度许用值为［2］=L2250=468。根据原结构应力结果可知：中心鼓圈上平面平杆、中心鼓圈上环等应力远远大于许用应力2150MP。由于中心鼓圈直径较大，上平面平杆支撑力不够，导致其局部强度严重不足，不能满足平台的受力要求，考虑加大型钢型号；同时，由于环梁应力较小，考虑减小环梁型钢型号。由原结构位移结果可知：比较大竖向位移出现在平台中心，为2410＞［1］=1411，挠度不能满足要求。主要是因为平台跨度大，辐梁提供的支撑刚度有限，平台整体下挠较多，因此考虑加大辐梁型钢型号。化后结构计算成果分析结构进行化后，强度和刚度计算结果如图。

由化后的平台结构应力分析结果可知：中心鼓圈上弦比较大应力为2197MP＞［］=2150MP，超出许用值2%(如图所示)。分析其原因为鼓筒上平面平杆与辐梁相交处拉开距离，此时为抱杆工作，施工可变荷载作用在辐梁上，施工过程中应注意监测。辐梁比较大应力为2105MP，环梁比较大应力为1063MP，中心鼓筒下弦比较大应力为1954MP，以上应力均小于许用值，满足设计要求。