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对吊篮的合理设计与现状综述

2021-05-12 13:31 

一、对吊篮的合理设计
近年来,我国建筑行业进入了高速发展时期,建筑外墙施工电动吊篮(简称吊篮)作为现代建筑安装工程所需的设备以其搭建拆卸方便、成本低等优势取代了传统的脚手架广泛应用在高层建筑的幕墙安装、保温施工和维修清洗等方面,其结构的合理性直接影响整机的性能。国内吊篮产品的承载能力一般在1000kg以下,常见的有ZLP630与ZLP800,这些小载荷的吊篮严重阻碍了施工效率的提高。在2014年提交的高处作业吊篮修订稿中,将吊篮的额定载荷由原来的1000kg增至3000kg,由此可看出,吊篮正逐步向大载荷方向发展。为此,对大载荷吊篮进行研究是,只有出可提高作业效率及施工质量的新型吊篮产品,才能在市场上占有一席之地,才不至于被淘汰。
吊篮是一种载人工作的起重设备,其安全性不容忽视。动载荷是吊篮设计重要参数之一,它直接反映了设备的安全性。若对较大载荷估计过高,会造成材料浪费,产品笨重,若估计较低,会影响设备正常运行,甚至会造成机毁人亡等重大安全事故。鉴于动载荷的重要地位,人们对其进行了大量的研究。目前,较常用的方法是动载系数法,即将起升质量乘以起升动载系数来估算动载荷。一直以来,吊篮生产厂家在吊篮设计以及计算过程中都是采用起重机的起升动载系数来代替吊篮的起升动载系数,这种处理方式虽然简便,但明显存在不合理之处。吊篮的结构及作业方式与起重机不相同,它应该有自己的起升动载系数。鉴于此,研究吊篮的起升动载系数对吊篮的合理设计具有指导意义。
二、研究现状综述
高处作业吊篮属于高空作业机械的范畴,高空作业机械属新兴行业,是在工程起重机械基础上发展起来的产业系统,发展只有历史。施工电动吊篮在我国尚属起步晚、发展迅猛的新产品,而则已广泛采用。目前,生产高空作业机械的公司也比较少。近年来由于汽车起重机销售量下降及市场平淡,一批汽车起重机制造公司,相继发展高空作业机械的设计与制造,总计年产量在8(X)台左右,不能满足市场需求,正处于发展时期。国内高空作业机械发展刚刚起步,只有二十几年时间的发展历史,虽然起步晚较迟缓,经过高空作业机械制造企业的生产发展,已逐步形成走向稳定发展的轨道。但国内生产制造的高空作业设备同类型高空作业机械产品相比仍有差距,主要表现为技术含量低、大型的较少、结构笨重、作业时微动性能差等问题。在研制设计过程中,应采取措施、试验研究、逐项加以解决,以缩小差距。
高处作业吊篮是一种在工程起重机基础上发展起来的高空作业设备,比传统的落地式钢管脚手架安装、操作简单、使用方便,能缩短建筑工期,减轻工人劳动强度,显著提高劳动效率,降低施工成本50%以上,是目前外墙装饰施工的理想设备,被施工企业广泛使用。但由于需要载人作业,所以和一般的起重运输机械相比。当采用高处作业吊篮作业时,工作人员会处于十几米甚至几十米的高空,为了他们的人身安全,高处作业悬吊平台应具有高的安全性。
悬吊平台是高处作业吊篮的主要承载部件,它的设计性能的优劣会直接影响到整机的技术性能。长期以来,高处作业吊篮的设计都是采用传统的力学计算方法,这种方法计算复杂,设计周期较长。此外,在对复杂结构进行计算时还需作较多假定和简化,这导致计算结果的准确性较差。同时,为了结构,设计时选取的安全系数一般偏大,这往往会造成材料的浪费以及制造成本的升高,不容易获得经济性与兼顾的较优方案。
而以有限元计算方法件为理论基础的有限元分析软件则可以地解决这些问题。以ANSYS为代表的有限元分析软件不仅使用方便、计算精度也较高,其计算结果已经成为各类工业产品设计和性能分析的依据。本课题针对的7.5m高处作业吊篮悬吊平台的两种组合方案,利用有限元分析软件ANSYS对该高处作业吊篮悬吊平台的结构进行静力有限元分析,得出的分析结果对该悬吊平台及同类型产品的模块组合设计和改造有指导意义。