论文部分内容阅读
组装式钢货架是现代物流领域中应用最为广泛的结构形式之一,其主要承重构件是多孔卷边立柱及抱焊梁,二者通过半刚性的柱卡节点连接成整体。其独特的截面构造及连接方式,决定了受力性能必然不同于一般的轻型刚架结构,更不宜盲目地套用现行钢结构设计规范进行截面设计。为此,本文对多孔卷边立柱及抱焊梁进行了一系列的试验研究及理论分析,基本掌握了该类结构受力行为及失效机理。
首先,对货架中的多孔卷边立柱及单根抱焊梁分别进行轴压和受弯试验,获得了该类构件的受力性能及其承载能力。在此基础上,对整体框架中的抱焊梁进行了试验研究,掌握了整体结构在水平及竖向荷载作用下的破坏机理。其次,对多孔卷边立柱及抱焊梁进行了数值分析,较好地模拟了该类构件的实际工作状况。然后,对以上两种主要构件进行参数化分析并提出了简化设计公式。最后,研究了半刚性节点及焊点布置方式对抱焊梁受力性能的影响。
本文通过多孔卷边薄壁货架柱及抱焊梁的数值模拟分析及一系列的试验研究,得到了以下主要结论:
1.数值模拟结果与试验实测值基本吻合,表明数值模型较好地反映了多孔卷边立柱及抱焊梁的实际工作状况。立柱的屈曲行为主要表现为畸变屈曲,长柱易出现整体屈曲与畸变屈曲的相关屈曲;抱焊梁的整体受力机理与简支梁接近,但集中荷载效应明显,半刚性节点的基本特性主要在加载后期显现。
2.由立柱的参数化分析结果可知,规范值与有限元值偏差较大;按立柱的简化设计公式所得计算值与有限元值较为吻合;澳洲规范关于畸变屈曲的计算结果与有限元值偏差不大,但长柱的计算结果误差较大;北美规范关于整体屈曲与畸变屈曲相关屈曲的计算结果与有限元值基本吻合。
3.由抱焊梁的参数化分析结果可知,抱焊梁的简化设计方法较好地反映了集中荷载效应,计算结果与有限元分析结果基本吻合。
4.推导半刚性节点刚度与抱焊梁承载力之间的数学关系,为今后该类节点的进一步改进和设计提供了理论依据;通过对不同焊点布置方式的抱焊梁的受力性能进行对比分析,提出了焊点布置的改进方案。