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空间管桁架结构卸载方法的有限元仿真模拟分析

吴帅 刘海生 刘刚 谢超 徐金鑫 林旭嘉

吴帅, 刘海生, 刘刚, 谢超, 徐金鑫, 林旭嘉. 空间管桁架结构卸载方法的有限元仿真模拟分析[J]. 钢结构(中英文), 2022, 37(9): 25-29. doi: 10.13206/j.gjgS22061007
引用本文: 吴帅, 刘海生, 刘刚, 谢超, 徐金鑫, 林旭嘉. 空间管桁架结构卸载方法的有限元仿真模拟分析[J]. 钢结构(中英文), 2022, 37(9): 25-29. doi: 10.13206/j.gjgS22061007
Shuai Wu, Haisheng Liu, Gang Liu, Chao Xie, Jinxin Xu, Xujia Lin. Finite Element Simulation Analysis of Unloading Method of Space Tube Truss Structure[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2022, 37(9): 25-29. doi: 10.13206/j.gjgS22061007
Citation: Shuai Wu, Haisheng Liu, Gang Liu, Chao Xie, Jinxin Xu, Xujia Lin. Finite Element Simulation Analysis of Unloading Method of Space Tube Truss Structure[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2022, 37(9): 25-29. doi: 10.13206/j.gjgS22061007

空间管桁架结构卸载方法的有限元仿真模拟分析

doi: 10.13206/j.gjgS22061007
详细信息
    作者简介:

    吴帅,男,1992年出生,硕士研究生,工程师。Email: 75849515@qq.com

Finite Element Simulation Analysis of Unloading Method of Space Tube Truss Structure

  • 摘要: 钢结构建筑因其强度大、韧性好、可塑性强、施工周期短、绿色环保等优势,得到了现代设计师们的青睐。在钢结构现场安装中,当钢结构整体吊装完毕并将荷载全部施加完后,需要进行卸载处理。大跨度空间管桁架结构在卸载中,由于其管件数量众多,节点形式各不相同,造成结构整体内力复杂多变,各杆件之间的受力难以确定,若盲目地选定其卸载顺序可能会造成结构局部受力过大,从而导致结构产生塑性变形甚至结构破坏,所以确定合理的卸载顺序就变得尤为重要。以石药健康城项目为研究对象,给出了一种空间管桁架结构的卸载方法,并进行了有限元仿真模拟。具体的,在卸载过程中,首先进行初级卸载,即将非主要受力支架进行一次性拆除,然后进行二级卸载,即再对主要受力支架进行分步卸载。整个过程采用MIDAS/Gen有限元分析软件对结构和主要受力支架进行仿真模拟分析,考虑到仿真模拟的目的即确定卸载顺序,所以支架用∅219×10的钢管来代替,且设置为只受压单元,卸载时采用钢管两端施加强制位移的方式。经确定,卸载顺序以模拟出来的支架支反力大小为主要依据,对支反力大的支架进行优先卸载,具体以最大支反力的两组支架为当前卸载步,每次卸载量为10 mm,每个卸载步都进行一次受力计算,根据当前支反力的大小确定下一次的卸载顺序,以此往复模拟卸载,直至最后卸载完毕,并将模拟出来的具体卸载顺序应用于实际施工中作为指导。另外,在整个模拟过程中,对于出现支反力为0且不再发生变化或变化不大的支架直接进行拆除,不再进行模拟计算。在模拟分析过程中,记录结构杆件的应力变化情况,并标记出发生最大应力的杆件,通过杆件应力的大小及变化情况来证明此卸载方法的可行性,在现场实际卸载过程中也可以对这些杆件进行应力监测,确保卸载过程中整体结构的稳定性。经模拟分析,整体卸载完毕共需19个卸载步,在卸载过程中并未出现变形及应力超限的情况,模拟过程中的结果分别为:支架的最大支反力为1 033 kN,结构的最大挠度为59.27 mm,最大应力为236.40 MPa。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-10
  • 网络出版日期:  2022-11-30

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