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楚雄鋼結(jié)構(gòu)盆式支座節(jié)點尺寸效應(yīng)和摩擦特性的大跨度鋼結(jié)構(gòu)有限元分析方法
大跨度鋼結(jié)構(gòu)自出現(xiàn)以來,以其自身所具有的眾多優(yōu)點,得到了工程界的高度認可。近幾十年來,隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,文化、體育等各項事業(yè)不斷進步,社會對空間結(jié)構(gòu)尤其是大跨度鋼結(jié)構(gòu)的需求也不斷增長。隨著結(jié)構(gòu)跨度的增大、結(jié)構(gòu)形式的多樣化以及結(jié)構(gòu)造型的復(fù)雜化,結(jié)構(gòu)構(gòu)件節(jié)點的形式以及支座節(jié)點的形式也日趨多樣化,大跨度的空間結(jié)構(gòu)對桿件節(jié)點及支座節(jié)點提出了越來越高的要求。在保證節(jié)點可靠傳力的同時,設(shè)計者也對節(jié)點的精確化模擬計算有著更為嚴格的要求。在以往的目前鋼結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計,為了簡化計算,一般將構(gòu)件間的連接,特別是大跨度結(jié)構(gòu)支座處的連接假定為全剛性、鉸接或完全滑動。而在實際的使用情況下,大跨度鋼結(jié)構(gòu)支座節(jié)點的連接性能并非處于全剛性、理想鉸或完全滑動等理想狀態(tài),部分節(jié)點還存在幾何變形上的相關(guān)性問題。本文將對支座的力學(xué)特性對整體結(jié)構(gòu)的影響加以研究,考慮支座的尺寸效應(yīng)及摩擦特性,對結(jié)果進行分析和統(tǒng)計。首先,通過有限元軟件,對現(xiàn)階段大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中對于支座旋轉(zhuǎn)中心取為桿件的匯交點的做法提出了改進方法,在整體結(jié)構(gòu)中模擬支座旋轉(zhuǎn)中心偏移,并對各模型的受力性能進行分析及總結(jié),得出整體結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件所受影響的規(guī)律。其次,采用Abaqus軟件對支座進行模擬分析,考察支座的力學(xué)性能,驗算其安全性,并得出支座的摩擦特性。將摩擦的影響在整體結(jié)構(gòu)模型中加以體現(xiàn),考察不同旋轉(zhuǎn)半徑情況下整體結(jié)構(gòu)的受力特性,以及對各構(gòu)件內(nèi)力的影響。最后,綜合兩種因素的影響,對整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進行詳盡的分析,對不同的結(jié)構(gòu)模型特性加以總結(jié)和統(tǒng)計,考察不同因素對整體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的綜合影響規(guī)律。通過本文的研究工作,對常用支座節(jié)點的工作機理和分析方法進行深化,并將分析結(jié)果與以往在工程設(shè)計中使用較多的全剛性、理想鉸或完全滑動連接情況下的各種性能作比較。使計算模型與結(jié)構(gòu)實際工作受力情況更為吻合,進而為此類大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供借鑒和幫助。
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