梯形钢屋架静动力分析

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第３ ８卷 第 ４期 ２０ １ 年 ２ 月 ２
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ． １３８ Ｎｏ ４ Ｆ ｂ ２ １ ｅ． ０２
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２）４ ０ ４ —２ １０ — ８ ５ ２ １ ０ —０ ０ ０
图 ２ 屋 架 内力 图
２ 有 限元 模型 ２ １ Ａ Ｓ Ｓ单元 简介 ． Ｎ Ｙ
桁架结构是 由若 干杆件在杆两端 用铰联 而成 的结构 ， 各铰 节 点为无摩擦 的理想 铰 ， 轴线 通过铰 中心 ， 载 和支座 反力 作用 各 荷
在节点 上 。在 Ａ Ｓ Ｓ中， ＮＹ 桁架 结构用 Ｌｎ ｉｋ系列 单元模 拟 。该类
关键词 ： 梯形屋 架， 有限元分析 ， 内力 变形分析 ，Ｋ ７ 平地震波
中 图分 类 号 ：Ｕ １ Ｔ３１ 文 献标 识 码 ： Ａ
１ 工 程概 况
该厂房采 用梯形屋架 ， 其跨度 和长度分 别为 ３ 和 ６ 其 ０ｍ ０ ｍ， 支撑在钢筋混凝土柱上 ， 屋架端部高度为 ２ｍ， 中高度为 ３４ 跨 ．９ｍ。 桁架 的弦杆与腹 杆均 采用 角钢 ， 角钢 之 间采用 焊缝 连接 ， 架 的 桁
由图 ２可知 ， 屋架上 弦杆 全部 受压 ， 最大 压 力 出现在 跨 中 且 附近 ， 屋架 下弦杆全 部受 拉 ， 且最 大拉 力 出现在 跨 中附 近。竖腹
１
０８ ． ０６ ．
０． ４ ０． ２ Ｏ
杆 除跨 中外均为受压 ， 斜腹杆大部分受压 。 由图 ３可知 ， 屋架除支座外整体下挠 ， 且跨 中的挠度 最大。
第３ ８卷 第 ４期 ２０ｌ２年 ２ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＡＮⅪ ＡＲＣＨ Ⅱ’ Ｈ ＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ１３ ． ． ８ Ｎｏ ４
Ｆ ｂ ２ １ ｅ． ０２
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文章编 号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ ０ －０ ９ ０ １０ — ８ ５ ２ １ ）４ ０ ３ — ２
时 间
图 ６ 地 震 作 用 下 ｚ 向最 大 位 移
４ 动 力分 析
在 Ａ Ｓ Ｓ中给模型加 以水平 地震波 ＥＡ ０ 在该地 震波作用 ＮＹ Ｉ０ ，
５ 结语
通过分析梯 形钢 屋架 在静力作用下 的受力特 点可知 ： 屋架 整
该屋 架的承 载力及 变形 下的位移见图 ４～图 ６ 。由图 ４～图 ６可知 ， 在水 平地震 荷载作用 体结构在水平地震作 用下的反应不 明显 ， 且具有一定 的安全储备 。 下屋架 的位移均很小 ， 向和 ｚ向 的最 大位移 发生在 支 座和跨 中 均能满足要求 ，
图 ３ 屋 架 变 形 图
单元只承受杆轴 向的拉压 ， 承受 弯矩 ， 不 节点 只有平 动 自由度 。
２ ２ 有 限元模 型的 建立 ．
屋架结构 的各 杆件采用三维杆单 元 ， 由于结构 的节 点采用 焊 接节点 ， 以模型 中各杆 件取 为铰接连 接。屋 架结构 的支座 为铰 所 支座 ， 因而模 型中用铰支座模拟该屋架桁架 的实际结构。在结构分 析中 ， 采用所有 材料 均为 线弹 性 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ提供 的材料本 构模 采 ＮＹ
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０３ ５ ． ７ ０５ ． ０６ ５ ．２ ０７ ．５
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０８ ５ ． ７
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１１ ５ ．２
时 间
图 １ 屋 架 结 构 布 置 图
图 ５ 地 震 作 用 下 ｙ向 最 大 位 移
１ ． ４ １２ ．
０
３ 静 力分 析
结构上弦 节 点 和 节 问 中点 作 用 有 竖 直 向下 的集 中力 Ｆ＝ １ｋ 边节点 为 ０ ５ 。内力见图 ２ 变形见 图 ３ Ｎ， ．Ｆ ， 。
中图分类号 ： Ｕ ７ ． Ｔ ３５Ｉ 钢筋混凝土结构 问世 已有 １０多年 ， ５ 由于它 的经 济性 、 久 耐
外 包 Ｆ Ｐ壳 钢 筋 混凝 土 梁 的有 限 元 分析 Ｒ
章 传 民
摘 要： 对外 包Ｆ Ｐ壳钢 筋混凝 土梁进行 了有 限元分析 ， Ｒ 并与试验结果进行对 比分析 ， 结果表 明， 有限元方法可较 好的预
测外 包 Ｆ Ｐ壳钢 筋混凝 土梁的整体 力学性 能 ， Ｒ 但在荷载较 大时， 计算值 与试 验值偏 差较 大。 关键词 ：Ｒ ， Ｆ Ｐ 钢筋混凝土梁 ， 有限元 分析
梯 形 钢 屋 架 静 动 力 分 析
王健 功
摘
丁 贤
要 ： Ａ Ｓ Ｓ环境 下采用弹性分析建立有 限元模 型对屋 架进行 静 力和水平 地震波作 用分析 ， 在 ＮＹ 对其 在静 力作 用下进
行 了内力及 变形的分析 ， 同时 ， 对其在 水平地震波作 用下 的最大位 移进 行 了分析 并得 出一定的结论。
之 间， ｙ向的最大位移 在跨 中。 而
钢材材质均采用 Ｑ ３ 。为 了增 加屋架 的整 体刚度 ， 屋架 上 、 ２５ 在 下
弦层 内布置 了水平 支撑 体系 。
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收 稿 日期 ：０ １１ —９ ２ １ －００
作者简介 ： 王健功（９４ ） 男， １８一 ， 太原理工大学建筑与土木工程学院硕士研究生 ， 山西 太原 ００２ ３０４ 丁 贤（９６ ） 女 ， １８一 ， 太原理 工 大学建 筑与 土木 工程 学 院硕 士研 究 生 ， 山西 太原 ００２ ３０４
型。钢构件的弹性模量按 ２０ １“Ｎ ｍ ， ．６× ０ ／ ２质量密度为 ７８０ｋ／ ３ ５ ｇ ｍ ， 泊松 比为 ０ ３ ． 。在 Ａ Ｓ Ｓ环境下建立屋架模 型 ， 图 １ ＮＹ 见
ｙ
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图 ４ 地 震作 用 下 Ｘ 向 最 大位 移
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