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钢结构体系的计算理论及有限元分析理论的发展和计算机技术的进步,使得空间钢结构的新造型不断涌现和体系结构的复杂不断增加。由于空间结构受力分析复杂,并且结构在实际工作环境中还会受到一些实际因素的制约,因此,本文对用于玻璃幕墙的钢支撑框架一异形空间钢结构刚架进行了有限元模拟分析及试验检验两方面的研究,利用有限元分析结果和实际测试结果,检验有限元计算模型,为本异形空间钢结构刚架在实际的应用中提供理论指导。
首先,本文介绍了空间刚架杆单元弹性刚度矩阵有限元理论和结构非线性有限元理论,利用通用有限元软件ANSYS建立本刚架的三维实体模型,先对刚架进行了弹性分析,得到比较理想的线性结果,而后,对刚架进行了极限荷载模拟分析,利用非线性的多线性随动强化模型分析了刚架达到屈服状态时首先进入屈服状态的区域和屈服时的状态一拉伸或压缩。
其次,对刚架进行实际的试验,试验分为两个阶段,弹性加载阶段和极限荷载加载阶段。弹性阶段,对刚架进行了五级加载方案,每级皆匀速加载,稳定时采集数据。极限荷载阶段匀速加载直至刚架破坏,测得极限荷载。
最后,分析并比较了有限元模型结果和试验结果,二者基本吻合,二者之差均在误差范围之内,显示了本文的有限元计算模型的合理、恰当。