基于有限元分析的单榀变截面门式刚架稳定性研究

某门式钢结构厂房进行建筑改造,需对原结构进行稳定性分析。应用ABAQUS软件对某单榀变截面H型钢门式刚架进行了线性屈曲、非线性屈曲以及粘钢加固的分析研究。对改造前结构进行屈曲分析,得到屈曲模态以及荷载-位移曲线。结果表明:刚梁易发生Y轴方向的扭转破坏;结构施加几种微初始缺陷对承载能力影响不大;在结构材料应力达到屈服应力时,荷载系数均小于1.0,结构发生失稳破坏。对梁上下翼缘粘贴钢板以及梁柱节点处全焊接加劲板进行加固补强,将加固前后的荷载-位移曲线、结构应力云图进行对比得到:当结构材料的应力达到屈服应力时,所施加初始缺陷为0 mm时,结构加固后的荷载系数相比加固前提升了61%;当初始缺陷为50 mm时,加固后结构的荷载系数相比加固前提升了52%,且加固后结构荷载系数均大于1.0,梁的应力情况得到明显改善,并且结构的跨中挠度满足规范要求。

既有砌体结构外套门式刚架-内置预应力拉杆成套加固技术研究

针对老旧小区入户加固困难的问题,基于悬索桥荷载悬吊理论和拉杆拱理论,提出外套门式刚架-拉杆加固方法,通过在砌体结构外部增设钢筋混凝土门式刚架和预应力拉杆,提高既有砌体结构的竖向承载力和水平抗震性能。研发了墙内长距离钻孔设备和成套工艺,为本加固方法的实现提供了技术支撑。在此基础上,本文进行了外套钢筋混凝土门式刚架加固砖墙的拟静力试验及竖向承压试验,并进行有限元数值模拟,建立了外套门式刚架加固计算方法。研究表明,外套门式刚架-拉杆加固技术可以大幅提升既有砌体结构的抗震承载力,显著提高墙体竖向承载力。

某工业厂房增设光伏设备的检测鉴定及加固设计

近些年来,光电产业发展势头迅猛。不论是集中式光伏产业,还是分布式光伏产业,都在稳步地向前推进。论文在某工业厂房屋顶欲增设分布式光伏设备的背景下,对该工业厂房结构进行检测鉴定,分析其增加光伏设备后的承载能力,并针对承载能力不满足规范要求的构件提出相应的加固处理措施,最终该厂房屋顶的光伏设备顺利安装并运行良好。

基于大跨度门式刚架的外露式钢柱柱脚施工技术

以东风本田联合厂房项目的门式刚架为例,对外露式钢柱柱脚的主要做法和技术措施进行了研究,提出了通过增加一套用于对地脚螺栓进行定位的定位机构,解决了现有技术中地脚螺栓定位不准确的问题。进一步介绍了外露式钢柱柱脚的新技术包括柱脚底板、地脚螺栓、抗剪键、定位机构、灌浆料、混凝土基础等,详细说明了新技术的特点、工艺流程、操作要点等,总结了新技术与现有技术相比的有益效果,为大跨度门式刚架的外露式钢柱柱脚施工安装提供了施工经验,可在类似工程中借鉴和推广。

城际铁路单跨门式刚构设计研究

结合工程设计实例,通过调整刚构的墩高、桥墩壁厚及承台底边界条件来改变结构刚度,研究单跨门式刚构刚度对桥梁结构受力的影响。结果表明对于单跨门式刚构桥,桥墩刚度对于梁部受力影响较小;桥墩刚度越大,桥墩的恒载弯矩越大;承台底的边界条件对结构体系内力影响较大,应考虑桩土相互作用的影响;m值越大,墩顶恒载弯矩越大,主梁梁端恒载负弯矩绝对值越大,整体温度、梯度温度效应对应的弯矩也越大,应考虑不同m取值下结构内力差异,并按照最不利结果进行设计。

某钢结构门式刚架厂房加固改造设计研究

既有建筑因荷载增大需对柱子进行加固,结合某钢结构门式刚架加固改造项目,提出一种对H型钢柱内部贴焊预制钢管混凝土柱的新型加固方法。使用ABAQUS对H型钢柱建立未加固、粘贴钢板法加固、内部贴焊预制钢管混凝土柱的三个模型,进行静力加载,对比三者的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-挠度曲线。结果表明:贴焊预制钢管混凝土柱加固法较原柱提高37.9%的受压承载力,位移延性系数提高14.7%,初始刚度提高119.5%,可作为新型加固方法。

风荷载脉动对门刚梁、柱应力比影响的案例分析

对门式刚架结构而言,其以往设计通常不考虑风荷载脉动影响,且较多屋面的活载按以往规范《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》取0.3 kN/m^(2)。本文考虑风荷载脉动的增大效应,并计入屋面活载提高的影响,以某既有门刚结构为例,采用PKPM软件计算风振系数,对8种工况下门刚梁、柱的应力比进行对比分析。结果表明:实际求得的风振系数值明显大于现行规范《工程结构通用规范》规定的风荷载放大系数最小值1.2,但与屋面活载提高相比,风荷载脉动的增大效应对门刚梁、柱应力比的影响较小;当屋面恒、活载较大时,可适当忽略风荷载脉动对门刚梁、柱应力比的影响。

中外钢结构防火规范在门式刚架防火设计运用上的对比分析

从防火设计的角度,分别选用欧洲规范3:钢结构设计(EC3)和GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》标准计算火灾中门刚结构内力和位移,并通过变换荷载的方向(竖向荷载变为风荷载),分析不同荷载组合方式下,运用EC3和GB51249—2017规范计算差异,得出结论,供设计人员借鉴。

关于底部框架-上部门式刚架结构体系的探讨

底部框架-上部门式刚架结构体系在工业建筑和仓储类建筑中时有出现,但目前规范并没有类似结构体系的相关规定。本文针对这类结构体系的整体性能及二层门式刚架的鞭梢效应进行分析,探讨类似结构的设计重点和注意事项。

浅谈隅撑体系对门式刚架梁整体稳定性的影响

在統一大市场的背景下,设计行为的规范化也势在必行,如何让结构设计更加规范合理,就需要深入研究规范标准,总结设计经验,分享设计心得。在诸多建筑结构形式中,门式刚架结构被认为是最简单的钢结构形式,其体型规则、立面简单、建模快捷、计算方便,以至于很多设计人员没有去研究相关的设计概念和节点构遗。基于此,结合某厂区实际工程案例,选取门式刚架结构形式为分析对象,在门式刚架屋面荷载、风载、地震荷载、屋面坡度等条件不变的前提下,研究了属择体系对门式刚架梁整体稳定性的影响。

小高跨比实腹门式刚架平面内整体稳定性试验研究

采用位移控制加载法,对小高跨比实腹门式刚架在四点集中荷载作用下的平面内的弹性和弹塑性稳定性能进行了静力试验研究。试验模型Ⅰ用来研究刚架在平面内同时考虑几何非线性和材料非线性的稳定性能,试验模型Ⅱ、Ⅲ用来研究刚架在平面内仅考虑几何非线性的弹性稳定性能。吻合良好的试验和分析结果表明,刚架高跨比较小时,一般不发生传统理论所认为的反对称失稳模式,而是以对称失稳模式为主。通过大量的几何非线性有限元参数分析,给出了经修正的小高跨比刚架柱的计算长度系数。

中小型水电站钢结构厂房的应用与设计

中小型水电站采用钢结构厂房,能克服以往采用混凝土结构给施工带来的不便,此外还能降低造价。结合工程实例解决了中小型水电站厂房按机组段分段、大吨位吊车等情况下钢结构厂房的设计问题,为类似的工程提供了成功的范例。

门式刚架改良型节点抗震性能分析

轻钢门式刚架结构具有自重轻,抗震性能好等优点。然而,现行门式刚架节点的构造和受力性能并不理想,为了改善门式刚架节点受力性能,文中在研究传统节点的基础上提出改良型节点形式,用ANSYS软件进行循环荷载作用的滞回性能检验、比较,对关键部位进行应力分析。结果表明,改良后门式刚架节点承载力有了大幅的提高,抗震性能也有了明显的改善,为工程应用和理论研究提供了宝贵的资料。

半刚接门式刚架的性能探讨

采用有限单元法对有吊车的单跨和双跨半刚接门式刚架进行了研究 ,分析中考虑了端板连接节点的半刚性和构件的几何非线性 ,探讨了节点半刚性对门式刚架内力和位移的影响 ,并给出了设计建议。

门式刚架中半刚性节点的性能探讨

门式刚架中普遍采用的端板类连接是典型的半刚性节点连接,在介绍各国规范有关端板连接的设计规定和研究现状的基础上,采用转动弹簧来模拟端板连接节点的半刚性,利用ANSYS软件对半刚接门式刚架进行了非线性有限元分析,探讨了半刚性节点对门式刚架内力和位移的影响.算例表明,端板半刚性连接对门式刚架的内力和位移有较大影响.建议在设计中应采取相应措施,考虑节点半刚性的不利影响.

门式刚架端板连接节点半刚性的非线性有限元分析

门式刚架中普遍采用的端板类连接是典型的半刚性节点连接,在介绍门式刚架端板节点的形式及其受力性能的基础上,采用接触单元来模拟端板连接节点的半刚性,预应力单元来模拟螺栓的预拉力,利用ANSYS软件对门式刚架半刚接节点进行了非线性有限元分析,深入分析了半刚性节点中加劲肋、端板厚度、螺栓直径变化对其性能的影响.通过计算表明,端板半刚性连接加劲肋、端板厚度、螺栓直径变化对节点域的剪切性能和梁柱腹板的受力性能均有较大影响.建议在设计中应采取相应措施,考虑节点半刚性的不利影响.

小刚度门式刚架型钢劲性水泥土支护结构有限元分析

小刚度门式刚架型钢劲性水泥土支护结构具有挡土和止水双重功能,运用有限元软件ADINA模拟分析得知,水泥土材料性能、型钢型号、水泥土挡墙厚度和刚架宽度均在不同程度上影响小刚度门式刚架型钢劲性水泥土支护结构的抗变形能力。为小刚度门式刚架型钢劲性水泥土基坑支护的设计理论和施工提供参考。

轻型门式刚架结构的破坏形态及分析

针对某一大型门式刚架厂房,在恒载和风载不变的情况下,不断加大雪荷载,采用ANSYS有限元软件模拟分析了门式刚架的位移情况。通过模拟分析,将不同大小的雪荷载与恒载和风载进行工况组合,发现当雪荷载达到6.4kN/m时,门式刚架的柱顶位移超过门式刚架结构规范规定的柱顶最大位移。本文最后对门式刚架结构在暴风雪灾害中可能的破坏原因进行了分析,同时提出了处理方法。

门式刚架半刚性节点连接性能研究

门式刚架中普遍采用的端板类连接是典型的半刚性节点连接。采用转动弹簧模拟端板连接节点的半刚性,推导了半刚性连接在荷载作用下的内力计算式;讨论了半刚性连接对门式刚架内力的影响;对02SG518-1《门式刚架轻型房屋钢结构图集》给出的门式刚架横梁截面,通过数值计算,比较了其在半刚性连接和刚性连接时的内力。分析表明,半刚性门式刚架受连接柔性的影响,会使斜梁的杆端负弯矩减小,而跨中正弯矩相应增加,按刚性连接设计不符合实际受力情况,其结果将高估由梁端传到柱的负弯矩而低估梁的跨中正弯矩,门式刚架的半刚性连接对结构受力有明显影响,在分析和设计中,应考虑半刚性的影响。提出的方法计算工作量少,方便实用。

设置阻尼器后门式刚架的减震分析

运用有限元理论及商业软件ANSYS建立了考虑材料非线性和几何非线性的空间模型,并考虑了大吨位的吊车荷载作用,进行了罕遇地震下的时程分析.通过对原结构和设置粘弹性阻尼器的结构分析对比,结果表明:设置粘弹性阻尼器使结构的纵向位移显著减小,明显的改善了刚性系杆的受力性能,保护了主体结构的安全,大幅度减小了结构底部总剪力,并改善了门式刚架的纵向抗震性能,使门式刚架的吊车吨位限值由20 t提升到32 t.