刘士明，刘俊汝，孟丽霞

（沈阳建筑大学机械工程学院，辽宁 沈阳 110168）

1 引言

全地面起重机作为现代建筑施工中典型的起重设备，其起升高度和工作幅度随着建筑向高耸化发展而不断增加，导致伸缩臂结构的长细比逐渐增大。经典力学中的线性理论分析，在很多种情况下并不适用，因此，在起重臂结构分析时需要考虑几何非线性效应[1]。随着伸缩臂节数的增多其承载能力逐渐变弱，为提高伸缩臂的承载能力使其受力更加合理，引入了附加支撑装置即超起装置[2]。超起装置中由于超起拉索的存在，使得伸缩臂承受非保向力的作用，导致伸缩臂几何非线性变形不能显示精确表达，也缺乏相应的理论推导[3]。文献[4]运用差分法对伸缩臂挠度进行推导，在计算弯矩时略去了轴力的影响，这种方法没有计入轴向力的二阶效应，对大长细比伸缩臂结构存在较大的误差。文献[5-6]分别研究了根部固支和两端铰支两种支撑情况下多节阶梯柱的几何非线性变形问题，得到其臂端部挠度精确表达的递推公式，并给出适合工程实际应用的计算表达式，但没有涉及非保向力作用对多级阶梯柱变形的影响。文献[7-8]建立了空间对称双拉索作用下伸缩臂的挠曲微分方程，虽然考虑了非保向力的作用，为了便于推导，假设多节伸缩臂为等惯性矩，由于简化了推导过程，导致与工程实际差异较大。文献［9-10］利用有限元软件进行建模仿真得到了伸缩主臂的受力状况，缺少深入的理论分析，同时所构建模型也仅仅是针对特定型号，不具有通用性。……