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模块化建筑钢构架桁架梁疲劳强度特性探析
发布日期:19-07-20 16:25

  有资料显示,到2030年全球城镇化率将会超过30%,拔冗,房子以及配建的基础建设意愿都将成为全球城市的发展的主要挑战之一。为满足城市化快速的要求,住宅产业化是一条切实可行的道路。2015年,各地共生产粗钢8.23万立方米,我国粗中国钢铁产量已占世界中国钢铁产量的50.26%。在经济减速、提高结构变化,主要用钢行业意愿变缓的情况下,中国钢铁产量持续增长,仰制了钢材价格。笔者认为,在钢才产量上升、价格下降,国家号召建造城市化进程的背静下,模块化建筑钢结构住宅终究会得到迅速发展。

  一、有限元三维建模

  第一,图型三维建模。为了对比不同跨度下、不同弦杆规格型号下钢桁架梁的支座反力特性,大家各有构建1100毫米、3600毫米、3900毫米、4060毫米、3600mm5种跨度下的钢桁架梁,钢桁架梁均采用Q235钢才,有限元三维建模采用solid187面组控制模块。

  第二,原材料本搭建模。应力应变关系采用三折线三维建模来模拟系统,它可以模拟系统多线形转向头灯提高效应,考虑包辛格效应,三维建模简析采用Mises让步标准及相关流动率标准。

  第三,网格划分。本钢桁架梁三维建模的行为主体部分杆件多、形壮弧形,采用solid187四角面组控制模块,这是高阶3维10端点膏状结构单元,在再度倾斜对策下可以切实可行模拟系统弧形桁架梁。选取适当栅格相对密度进行自由网格划分;为防止对接部分控制模块发育畸形,弹性混凝土垫块一样选用自由栅格,切分为四面体控制模块,以做到计算速度和相对标准偏差的平横。

  第六,边界条件。桁架梁两端柱座下方各有添加强度刚度混凝土垫块,为了模拟系统梁两端柱座下方的绞接支撑板,对强度刚度混凝土垫块进行绞接线明确,对混凝土垫块底内孔中轴线上全部端点的x、y、z 坐向平动自由度计算进行明确。

  第五,写入管理制度。对桁架梁进行离散系统基桩简析,求出选使劲有界标准,运用Newton-Raphson平横迭代法激话弧长法进行离散系统求出,打开自动时间步长控制及线形搜索利用构建的有限元三维建模,对桁架梁产生均绒布承载能力,整个写入分产生相互作用力承载能力、在桁架梁上弦上表面层产生均绒布承载能力两个承载能力步。

  二、有限元数值分析

  运用大中型实用性有限元电脑软件ANSYS构建跨度1100毫米、3600毫米、3900毫米、4060毫米、3600毫米的高效性离散系统有限元三维建模。该三维建模采用外界简析,在求出方法中,考虑三维建模的图型离散系统、原材料离散系统以及剪切力刚化效应,求出类型选取“大变形基桩”,迭代更新刷新方法按照默认设置选项卡,輸出计算的全部的承载能力步和子步的结果。

  第一,剪切力遍及。通过有限元离散系统简析,对模块化建筑钢构架桁架梁在竖向承载能力下的极限疲劳极限、变形特点和受损形壮进行探究式,因而寻找桁架梁的支座反力基础薄弱地区,对剪切力遍及和发展随机性做提高认识探析,从本体论上获得钢桁架梁的工作特性和受损机理。

  实验室提示信息,5种跨度的桁架梁在极限承载能力功用下的剪切力遍及随机性基本一致,同样跨度下不同弦杆规格型号的桁架梁在极限承载能力功用下的剪切力遍及随机性也基本一致。弦杆剪切力超过腹杆,弦杆受压担负弯矩,腹杆受剪应力,全部桁架梁满足标准“强剪弱弯”的设计要求。

  第二,变形情况。由于钢桁架梁倾斜主要体现在竖向挠度上,因此得到极限承载能力功用下的z向倾斜云图。

百赢彩票官网  试验室显视,极限竖向承载能力功用下, z向倾斜最高值地处梁跨中弦杆处。跨度越大、弦杆规格型号越小,跨中倾斜越大,但总体的变形遍及随机性同样。考虑到z向倾斜在整体变形中起控制功用,故获得5种跨度梁的z向倾斜最大点的z向倾斜及关联的竖向承载能力值,制图各跨度桁架梁的承载能力倾斜数据图表。

  实验室显视,每一跨度下桁架梁三维建模z向承载能力倾斜数据图表发展趋向基本一致。竖向承载能力较小时,承载能力—倾斜数据图表成线形遍及,结构处于弹性阶段;随着承载能力进一步提升,桁架梁跨中上弦杆先达到让步;再度提升竖向承载能力功用,桁架梁跨中弦杆处屈曲变形疾速提高,表现出脆性断裂特点。

  通过实验室可以看出,提高弦杆规格型号可以有效地曾大桁架梁的疲劳强度,但也不是無限的提高。两类桁架梁極限承载能力为让步承载能力的1.2倍左右,促进结构件从让步到受损有一定的安全空間,可保证结构件安全有效。

  三、根据

  通过对钢桁架梁进行基桩离散系统简析,对比跨度及杆件规格型号对桁架梁支座反力特性的影响,探析桁架梁在承载能力功用下的剪切力遍及和变形情况,得到以下根据:

  第一,通过对比分析推断,钢桁架梁随着跨度曾大,极限疲劳强度进一步减缩,但每一跨度下桁架梁在极限承载能力功用下的剪切力遍及及变形随机性基本一致。

  第二,适当曾大弦杆规格型号,在保证结构合理受损对策必要条件下,能有效地提高桁架梁的极限疲劳强度。

  第三,钢桁架梁受损时脆性断裂区主要在跨中弦杆处,而腹杆相对支座反力较小,跨中弦杆先于腹杆受损,满足“强剪弱弯”的设计要求。

百赢彩票官网  第六,两类桁架梁極限承载能力为让步承载能力的1.2倍左右,说明结构件从让步到受损有一定的安全储备空間,可保证结构件安全有效。