门式刚架轻钢结构考虑压型钢板蒙皮效应的有限元整体分析

来源 :山东建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huruiwangmin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来在中国建筑业钢结构得到了飞速的发展。国家经济建设的快速发展,钢产量的提高,给钢结构的发展和应用带来了前所未有的机遇。自改革开放以来,钢结构的应用领域不断拓宽,使用范围不断扩大,结构形式不断更新,现已发展成高层重型钢结构、空间大跨度钢结构、轻型钢结构、钢—混凝土组合结构、住宅钢结构五大类。尤其是上世纪九十年代至今,广泛应用于工业厂房的门式刚架轻钢结构得到了迅速的发展。 门式刚架轻钢结构主要以轻型钢构件作为主框架,以压型钢板作为围护体系。研究结果表明,压型钢板在作为围护体系的同时,还可以承受围护体系平面内的荷载。只要将它们与主体结构进行可靠的连接,这些压型钢板就会成为受力结构的重要组成部分,参与整个结构体系工作,为与之相连的受压、受弯、压弯构件提供侧向支撑和扭转约束,并对房屋结构的空间整体刚度做出一定的贡献。这种围护体系平面内的承载能力称为“应力蒙皮效应”。 中外学者对蒙皮效应进行了广泛的研究,但较少涉及蒙皮效应对结构的整体影响。如果采用试验的方法研究蒙皮效应的整体作用,要耗费大量的人力、时间、财力,这对于大部分研究人员来说是难以承受的;由于影响应力蒙皮效应的因素很多,所以简化分析方法对于分析蒙皮效应对门式刚架厂房整体影响并不合适;所以有部分学者采用有限单元法进行整体研究。重庆大学的研究生赵国采用等效正交各向异性平板模拟压型钢板,运用有限元软件SAP建立有限元模型,作蒙皮效应的整体分析。由于现在的计算机性能有了大幅度提高,本文作者决定采用实物板型模拟压型钢板,运用有限元软件ANSYS建立有限元模型,进行蒙皮效应的整体分析。 基于这个研究目的,本文主要进行以下研究工作: (1)采用壳单元分别模拟压型钢板和檩条,采用耦合方程建立压型钢板和檩条间的连接,建立单个蒙皮组合体的模型,计算蒙皮体系的剪切柔度。 (2)采用变截面单元模拟刚架梁、柱构件,采用实物板型模拟压型钢板,采用约束方程模拟檩条与刚架的连接,屋面板与檩条的连接,建立整个门式刚架厂房的模型。 (3)比较考虑与不考虑蒙皮效应时各榀刚架的柱顶侧移,分析屋顶压型钢板通过平面内抗剪能力限制各中间榀刚架侧移的原理。 (4)在考虑屋顶压型钢板的蒙皮效应的前提下,比较山墙设与不设平面内支撑时各榀刚架的柱顶侧移,证明山墙的抗侧移刚度对屋顶压型钢板蒙皮效应的发挥有重要影响。 (5)在考虑屋顶压型钢板蒙皮效应的前提下,分析各榀刚架柱顶侧移随总刚架数变化的规律。 (6)当考虑与不考虑屋顶压型钢板的蒙皮效应时,分别分析中间榀刚架、山墙刚架的轴力、弯矩、剪力分布特点,并对两种情况下的刚架内力分别进行比较。 (7)采用等效正交各向异性平板单元模拟压型钢板建立门式刚架厂房模型,将柱顶侧移、内力的计算结果与实物模型的计算结果进行比较。
其他文献
近年来,随着壁板桩的广泛应用,相关研究也在逐步展开,有关其竖直承载特性方面的研究也在逐渐展开,尤其在壁板桩横截面非轴对称性对承载特性的影响方面也取得了很大的进展,但
学位
碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastics简称CFRP)具有高强、轻质、耐腐蚀和耐疲劳等优点,再加上施工简便及其价格的下降,而被广泛应用于结构加固领域。目前对碳纤
预应力组合网架是一种基于网架结构和预应力技术发展起来的由钢和钢筋混凝土组合而成的空间结构,多用于商场、学校等长时间处于人员密集状态的建筑物,若火灾中,在人员安全撤
日本Kobe地震后大量专家学者对钢框架节点进行了研究,深入了解高层钢结构在强震作用下的各种破坏形式。其中日本为改善强震作用对钢框架连接节点的影响提出了扩大翼缘式连接节
风荷载是建筑结构的重要荷载,合理的进行结构抗风设计,是保证结构安全的重要因素。随着科技水平的不断提高,现代高层建筑和高耸结构朝着更高、更柔的方向发展,这使得建筑物的
地质雷达在地质工程探测中得以了广泛应用,近些年来地质雷达应用于隧道衬砌健康诊断的研究也在广泛开展,实际检测中还有很多问题有待解决.该文的研究工作主要是通过混凝土模
为了适应现代战争的需求,我军某研究部门研制开发了一种先进的装配式防护结构,该防护结构的基本构件采用了一种新型的复合材料——钢板—钢筋骨架—聚氨酯泡沫复合夹层板,使
摘要:随着社会的发展,大体积混凝土结构的应用越来越广泛,伴随而来的混凝土裂缝问题也一直是困扰工程技术人员的一大难题。本文主要对采用循环水冷却系统的大体积混凝土基础板
钢管混凝土拱桥是我国近年来大跨径拱桥普遍采用的一种新桥型。钢管混凝土结构是一种将钢材和混凝土两种材料协同互补的组合材料,具有承载力高、刚度大和经济效益好等特点。尤