地铁车站主体结构支架系统试验研究与现场监测分析报告831.docx
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地铁车站主体结构支架系统试验研究与现场监测分析报告831
地铁车站主体结构支架系统试验研究及现场监测分析
中
期
研
究
报
告
第一章绪论
1.1研究背景
近年来,随着合肥市经济迅速发展,城市建设规模不断扩大,合肥市区常住人口数量已超过400万,人口密度超过1000人/km2,研究表明城市中心地区经常形成高达6万人的高密度区域,城市越来越拥挤,给地面的交通网络造成了巨大压力。
因此,发展以轨道交通为骨干,以常规公交为主体的公共交通体系,为我市居民提供安全、快速、舒适的交通环境,引导我市居民使用公共交通系统是国外大城市解决城市交通问题的成功经验,也是我市解决交通问题的唯一途径。
合肥市城市轨道交通建设已拉开帷幕,合肥市轨道交通规划分四个阶段建设:
第一阶段:
2009年~2016年近期建设阶段,建设1号线、2号线,形成“十”字形的基本骨架。
第二阶段:
2016年~2020年为建设发展阶段,建设3、4号线及1、2线共同形成以主城区为中心向外围组团放射的基本骨架网络,基本覆盖了中心城区的主要客流走廊。
第三阶段:
2020年~2025年为建设完善阶段,在第二阶段形成的城市轨道交通骨架网络的基础上,建设5号线、6号线和远景7号线,在中心城区范围内形成完善的城市轨道交通线网。
第四阶段:
2025年后,远景扩展阶段,建设远景8号线及扩展延伸线,实现线网规划的远景目标。
届时城市轨道交通将极大缓解城市综合症,提升合肥的城市地位,增强区位优势,提高经济竞争力。
如图1。
图1合肥地铁规划线路图
城市轨道交通工程属地下工程,受诸多因素影响,施工条件复杂,作为明挖地铁车站主体结构支架系统施工已成为地铁工程施工的重要部分,其主要类型有:
门式脚手架体系、碗扣式脚手架体系、扣件式钢管脚手架体系以及承插式脚手架体系四种。
其中,由于碗扣式钢管脚手架具有加工简便、拆装灵活、搬运方便、通用性强等特点,已成为当前我国使用量最多,应用最普遍的一种脚手架,占脚手架使用总量的70%左右。
在合肥地铁车站施工中广泛应用,因此本文以碗扣件式钢管脚手架体系为研究对象。
1.2碗扣式钢管脚手架的特点及事故分析
1.2.1碗扣式钢管脚手架的特点
碗扣式钢管脚手架(图2)是一种杆件轴心相接的承插锁固式连接,采用带有连接件的定型杆件,组装时将横杆两端的插头插入下碗扣,扣紧和旋转上碗,用限位销压紧上碗螺旋面即可。
不仅可以组装成各式脚手架,而且特别适用于各种支撑架,和其他形式的脚手架相比它具有如下特点。
图2碗扣式节点
碗扣式脚手架的特点如下:
1.多功能:
根据施工要求可组成单、双排脚手架,构造平面为曲线形的脚手架,构造承载能力很大的多种截面支撑架、支撑柱等施工装备,具有横托撑等配件,可构造横向受力的支撑架,适用于高层建筑,楼宇,桥梁,隧道,水塔等多种建筑物施工需求。
2.整架承载能力较高:
该类脚手架杆件轴心连接、节点构造无偏心,整架承载能力较高,在同等条件下比扣件式钢管脚手架提高0.5倍以上。
3.整体强度好:
碗扣接头具有可靠的抗弯,抗剪,抗扭强度,整架稳定强度比常规有较大提高。
4.节点强度好,纵横向联结强度可靠:
下碗扣及杆件是焊接连接,因而承载力较扣件式脚手架节点用螺栓拧紧的摩擦力相比要可靠得多。
下碗扣最大抗剪强度≥170kN;上碗扣最大抗拉强度≥43kN;横杆在集中荷载作用下,最大荷载达20kN。
及一般的扣件式脚手架比较,构架受力,刚度和稳定性大大提高。
5.拆装方便,效率高:
接头拼装速度比常规快3~5倍以上;拼架避免螺栓作
业,降低劳动强度1倍以上。
6.管理方便。
由于碗扣及钢管焊接为一体,无零散构件,不易丢失,构件轻便牢固,日常维护简单,运输紧凑方便,便于管理。
7.通用性强:
可用扣件及普通钢管连接。
8.维护简单:
构件规范,轻便牢固,日常维护简单,运输紧凑方便。
碗扣式钢管脚手架即具有受力性能好、安全可靠,又方便适用、施工效率高、方便管理等特点,可适用于落地脚手架、支撑架、提升架和爬架等。
目前这种脚手架在新型脚手架中发展建设最快,推广应用量非常大,特别在高层建筑模板支撑、桥梁工程、地铁施工中均已大量应用,取得了良好的经济效益和社会效益。
1.2.2碗扣式脚手架倒塌事故及原因分析
不合理的搭设方式和施工管理不善等原因,导致因模板脚手架倒塌造成的安全事故不断发生。
如上海申通地铁在建工程系宏润集团施工总承包的轨道交通11号线土建工程2标段,2011年8月18日11时30分左右,该段分界里程周浦东站高架区间在浇筑盖梁时,因支架失稳,突然发生脚手排架倒塌事故,6名工人中有2名被埋在倒塌的脚手排架和倒落的混凝土中,经赶到的消防人员和施工人员救出后送医救治,当天下午1点30分许因伤势过重不治身亡。
2008年位于江宁区龙眠大道的南京地铁一号线南延线第15标段发生箱梁支架坍塌事故,7名工人被大量支架及沙袋压在下面。
2005年5月14日下午2时,中铁隧道集团二处有限公司承建的地铁五号线06标崇文门~东单区间工地隧道支架坍塌。
2011年8月18日轨交11号线南段发生脚手架坍塌事故2人死亡4人受伤(如图3-图6)。
这一系列的事故发生,都为地铁建设的发展敲响了警钟。
图3上海申通地铁11号线2标段支架系统坍塌图4南京地铁一号线支架系统坍塌
图5地铁五号线标崇文门~东单区间支架系统坍塌图6轨交11号线南段支架系统坍塌
通过现场调研和收集大量的资料发现,支撑架倒塌事故的原因,总的来讲主要是由于经营管理机制落后,施工单位认识不够,模板和脚手架未经过认真设计计算,支撑系统强度不足,稳定性差而造成的。
本文将支撑体系设计及施工中存在的基本问题归纳为如下几个方面。
1.材料问题:
按标准要求,钢管为Φ48×3.5的焊接普碳钢管或Φ48×2.5的低合金钢管。
但现场施工中,钢管立柱、顶托、横杆等原材料进场没有把关,班主私自加工的立柱、碗扣较多,均为非标产品。
还有一些施工企业为降低费用,对许多经过多年使用、壁厚减薄、材料锈蚀或磨损严重,有的局部弯曲或开裂的钢管仍旧使用,这些都是造成脚手架支撑系统强度、稳定性不足的重要因素。
如图3。
2.缺少明确的强度、稳定性计算:
在施工中,支撑的搭设常依据经验布置,缺少在各种施工荷载下的受力分析及验算。
同时,碗扣式脚手架支撑系统的杆件和节点成千上万,计算复杂,至今没有准确的设计和计算脚手架支撑系统的计算模型、计算方法和计算程序。
3.计算过程粗糙:
在桥梁施工中,尽管有些企业也进行了简单的计算,但计算简图采用钢结构的铰接节点,各杆交于一点。
实际节点并非完全铰接,存在一定的偏心,也存在一定的弯矩。
4.搭设方案不合理:
由于支撑搭设缺少精确计算,仅凭经验,搭设方案具有很大的随意性,从而造成支撑系统强度不足,一些构件上的荷载超过其极限承载力;稳定性差,缺少斜支撑用来承受水平荷载或斜撑用量不足而失稳。
5.管理问题:
施工现场管理混乱,操作人员随意性大,未严格按设计要求安装和拆除支撑或者安装质量不合格。
6.支撑系统受力复杂:
脚手架支撑的倒塌破坏常发生在混凝土浇筑过程中,即随着结构自重的增加,支撑承受的竖向荷载越来越大;同时存在混凝土的流动、振捣和混凝土对模板的侧向压力等水平荷载,这些荷载非常大,但又无法精确计算,从而使支撑设置不合理而产生失稳倒塌。
1.3研究的意义
碗扣式钢管脚手架现在已经在工程施工中得到了广泛应用,但是碗扣式模板支架的使用和计算基本是参照规范《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》。
大多局限于工程经验和平面验算,至今没有准确的设计和计算脚手架支撑系统的计算模型、失稳计算过程。
施工技术人员和监理人员仅凭经验或局部验算来搭设支撑,在施工中存在相当大的事故隐患。
碗扣式模板支架体系本身的工程事故时常发生,给国家和人发带来了极大的损失。
究其原因,主要是由于设计理论不完善、构件配件质量问题、施工质量问题或者管理上的疏忽等方面原因造成的。
通过对近几年的工程事故统计,脚手架支撑破坏或倒塌大多是由于支撑整体失稳造成的。
因而研究碗扣式模板支架体系在各种施工荷载下的受力分析及稳定验算是非常必要的。
1.4本文研究的主要内容
(1)本文依托合肥市地铁2号线项目,在安徽建筑大学实验室对碗扣式钢管模板支架承载力进行试验,本试验架体架体一共搭设25根立杆,4×4跨体系,支架步距1200mm,立杆间距900mm,架顶高5.0m,地杆高300mm,天杆高500mm,架体四周布置竖向斜支撑,顶层和底层布置水平斜支撑。
支架采用φ48×3.2mm钢管搭设,材质为Q235。
主要探究碗扣式支撑体系在竖向荷载作用下,立杆和水平杆应力的传递方式以及规律,节点连接性质。
得到的宝贵的试验数据和结果,可以为碗扣式支撑体系理论分析提供了大量的试验数据。
(2)结合支撑节点受力特征,本文还借助有限元计算软件ANSYS建立合理的有限元模型进行研究和分析,为进一步研究和总结碗扣式支架稳定承载力理论提供参考。
(3)对地铁2号线宿州路站施工现场支撑体系的关键部位的应力、应变监测、位移变形监测及结构振动反应监测。
通过对构件的应力应变状况监测,为评估结构的安全性提供重要依据,并为高支模体系优化设计,完善设计理论提供实验数据参考。
位移变形监测及结构振反应监测是衡量支撑体系稳定性的重要指标。
第二章地铁站主体结构支撑系统试验研究和模拟分析
随着建筑行业的高速发展,模板支撑架体系的应用越来越频繁和普遍,其中,碗扣式模板支架系统在高架桥梁和地铁等施工中得到了广泛应用。
但是,碗扣式模板支架系统的使用和计算基本是参照规范《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》。
然而即使扣件模板支架本身的工程事故时常发生,给国家和人发带来了极大的损失。
究其原因,主要是由于设计理论不完善、构件配件质量问题、施工质量问题或者管理上的疏忽等方面原因造成的,目前部分专家和学者对模板支架体系相关规范和理论提出质疑。
本试验依托合肥市地铁2号线项目,在安徽建筑大学实验室对碗扣式钢管模板支架承载力进行试验,得到了宝贵的试验数据和结果,为碗扣式支撑体系理论分析提供了大量的试验数据。
结合支撑节点受力特征,本文还借助有限元计算软件ANSYS建立合理的有限元模型进行研究和分析,为进一步研究和总结碗扣式支架稳定承载力理论提供了参考。
2.1碗扣式支架受力性能试验分析
2.1.1试验目的
本试验主要探究碗扣式支撑体系在竖向荷载作用下,立杆和水平杆应力的传递方式以及规律,节点连接性质。
2.1.2试验构件
架体一共搭设25根立杆,4×4跨体系,支架步距1200mm,立杆间距900mm,架顶高5.0m,地杆高300mm,天杆高500mm,架体四周布置竖向斜支撑,顶层和底层布置水平斜支撑。
支架采用φ48×3.2mm钢管搭设,材质为Q235。
2.1.3试验设计
1试验装置
加载系统:
液压千斤顶(100吨),分配梁,电动油泵,反力架及反力梁等。
测试设备:
DH3816NET静态应变测系统,DH1205应变计,分布式光纤传感器测试系统,光纤,UPM-50容栅位移传感器,压力传感器等。
试验采用千斤顶进行静力加载,并通过分配梁和荷载板将千斤的荷载均匀地传递给试验模板支架。
加载装置见图7。
图7加载装置示意图
2试验仪器
(1)H1205表面应变计可安装在钢结构及其他建筑物表面,测量构件的应变,内置温度传感器可对测试值进行修正。
该传感器具有很高的精度和灵敏度、数据稳定。
由专用屏蔽电缆传输数据信号,适合在恶劣的环境下长期对建筑物的应变变化进行监测。
DH1205应变计安装方便,用结构胶粘结于测试杆件上即可。
(2)分布式光纤传感器测量是运用光纤的一维特性进行测量的技术,它比传统传感方法具有更多的优点,可以同时获得被测量的空间分布状态和随时间变化的信息,可以在整个光纤长度上对沿光纤分布的应变、环境参数进行连续的测量。
在理论上,它可以把被测量作为光纤位置长度的函数,能得到任意大小的分辨力,可以。
用一条光纤来取传统的几百个点阵构成的传感器的阵列也可以由纤和简单的控制器来代替由许多电缆和各级控制中心组成的复杂电气系统。
如图8。
图8分布式光纤传感器
3测点布置
测点布置原则:
依据试验目的,应变计布置于节点处立杆和水平杆上,应变计布置见图9;光纤整个回路长度约80m,分布于立杆和水平杆,约占架体总杆件数量的50%。
试验安全主要由位移变形控制,变形测点布置于架体上部。
测点区域分布图A区测点布置B区测点布置
C区测点布置D区测点布置E区测点布置
图9应变计和位移计布置
2.1.4加载制度
(1)预加荷载至5t,持荷10min后卸载;
(2)正式加载至5t以后,按每级加载5t,每级荷载持荷10min;
(3)当架体有明显屈曲变形现象后,按每级1.5t加载,每级荷载持荷10min;
(4)若持荷过程中,应变值不断增大,视为支架进入屈服阶段,此级的荷载值为极限荷载;
(5)荷载分两次卸载。
2.1.5量测方案
(1)加载阶段:
每级荷载加载完毕后,等支架架体稳定后采集各个测点应变值和位移值;
(2)试验卸载阶段:
每次卸载后,采集各个测点残余应变值和残余位移值。
2.1.6试验过程
支架搭设条件由试验室反力架位置确定,在定位时应满足以下条件:
(1)支架中心线应位于反力梁的正中;
(2)试验室底座要平整,有足够的刚度;(3)留有足够的操作空间,考虑荷载板,分配梁,千斤顶等设备的吊装。
支架搭设完成后,开始吊装试验设备,先在支架顶部铺设两层木楞(相互垂直),木楞间距100mm,其上吊装载荷板,再安装分配梁、千斤顶(试验前标定)和压力计,然后应变计安装,光纤粘接、连接数据线,连接油管、调试仪器,完成试验装置安装见图10,仪器见图11-图13。
图10试验装置图图11仪器设备图
图12应变片图图13光纤粘贴图
2.1.7试验结果分析
1立杆受力分析
立杆是支撑体系中最主要的承重杆件,由于其受到水平杆件的约束作用,及单杆轴心受压特征有很大差别。
立杆应变及荷载关系曲线见图14~图18。
图14立杆L5(4.5m处)、L4(1m处)应变及荷载关系曲线
图15立杆L6(4.5m处)、L7(1m处)应变及荷载关系曲线
图16立杆L9(4.5m处)、L8(1m处)应变及荷载关系曲线
图17不同立杆(4.5m处)应变及荷载关系曲线
图18不同立杆(1m处)的应变变化趋势
在极限承载力(临界荷载)作用下,立杆各测点应力值见表1。
表1各杆件测点应力
立杆
立杆下端
立杆上端
L1
L2
L4
L7
L8
L5
L6
L9
应力(MPa)
-9.3
34.4
112.9
96.4
72.1
226.3
197.1
79.7
从荷载及应变曲线图和表可以看出:
(1)立杆顶部均受压力作用,沿立杆高度方向逐渐增大。
因为竖向荷载施加在支撑体系后,将在本层的立杆、纵横杆以及及它相连的立杆产生较大的内力,而对其他层的立杆和纵横杆的影响必须通过节点处的立杆才能传递给相邻层,我们知道,纵横杆及立杆相连接的节点并非完美的铰接点,且支架的初始缺陷以及荷载偏心等因素的影响,会使节点内力分配给本层的纵横杆及上下层的立杆件,上下层的立杆的内力再传递到立杆的远端。
因此,在荷载传递的过程中,由于纵横杆的内力的影响使得立杆的内力逐渐变小。
(2)荷载加到530kN时,在持荷过程中各立杆应变值不断增大,此时支架达到极限承载力(临界荷载)。
(3)由于受支架的初始缺陷以及荷载偏心等因素的影响,各立杆所受荷载并不均匀,导致相邻立杆轴向变形不一致,此时碗扣节点抗转刚度的作用就是使水平杆的抗弯刚度能对立杆轴向变形产生约束作用,使用立杆轴力及变形趋向于均匀。
2水平杆受力分析
碗扣式支架纵横向杆件通过碗扣节点将各立杆成整体,是提高支撑体系的稳定性和极限承载力关键构件。
纵横向杆件应变及荷载关系曲线曲线见图19~图22。
图19底部纵横向杆件应变及荷载关系曲线
图20顶部纵横向杆件应变及荷载关系曲线
图21底部纵横向杆件应变及荷载关系曲线
图22顶部纵横向杆件应变及荷载关系曲线
在极限承载力(临界荷载)作用下,水平杆各测点应力值见表2。
表2水平杆各测点应力值
水平杆
纵向水平杆
横向水平杆
Z1
Z2
Z3
Z4
H1
H2
H3
H4
应力(MPa)
33.8
-1.2
-9.1
-1.0
-1.4
-3.2
-12.7
-1.9
从荷载应变曲线图可以看出
(1)在线性阶段,由碗扣式支架节点特点可知,杆件属于微变形,水平杆在竖向平面内约束立杆能力很弱。
随着荷载的增大,立杆受压弯曲,部分水平杆抗压值开始增大。
(2)支架边缘水平杆受力要大于中间的水平杆,顶层水平杆受力要大于底层水平杆。
水平杆应力较大值出现在支撑体系中间的上层,主要是中间立杆受到集中的偏心受压荷载,水平杆限制了立杆的相对位移,使立杆间水平杆相对位移较大,导致应力也较大。
3节点受力特征分析
(1)碗扣式支架横杆在水平面内承受的弯矩(扭矩)很小,此方向上不存在弯矩的传递,说明在支撑体系中,立杆在受力中起到了主要作用,可视为铰接。
(2)碗扣式支架纵横向杆件在垂直平面内承受一定的弯矩,在纵横向杆件和立杆垂直平面内纵横向杆件分配的弯矩数值比较小,连接处也能够承受如此小的弯矩,表明:
在荷载作用下,碗扣式节点连接具有一定的转动刚度,且转动刚度及扣件的质量和拧紧程度密切相关,因此支撑体系在受到偏心荷载、初始缺陷等影响时,立杆上承受的内力会通过节点再次分配,而又由于节点的刚度必定是一定的,因此碗扣式支架纵横向杆件在垂直平面内会承受一定的弯矩。
(3)无论纵横向杆件和立杆均具有良好的抗拉、抗压能力和抗剪能力,节点处存在轴向约束和剪切约束,表明:
碗扣式支撑体系在节点处存在的内力、位移计算均小于支撑体系屈曲时的内力、位移,因此,碗扣式支撑体系采用铰接点可以满足支撑体系安全稳定工作。
2.2试验架体的有限元模拟分析及验证
2.2.1应用有限元ANSYS结构稳定性分析方法
在通用有限元软件ANSYS中,稳定性分析分为线性屈曲分析和非线性屈曲分析[周]。
屈曲是一种结构失稳的情况,其发生对结果将造成不可预测的后果。
为保证支撑结构能够安全工作,在工程应用中必须对其加以考虑,需要进行专门的分析。
静力分析方法认为杆件的破坏取决于材料的强度,当杆件承受的应力小于其许用应力时,杆件便可安全工作;对于细长受压杆件这却并不一定正确。
压杆的在承受的应力大于其许用应力时,杆件会发生变形而失去承载能力。
这类问题称为压杆屈曲问题,或者压杆失稳问题。
2.2.2结构的失稳问题
第一类失稳是理想化情况,即达到某个荷载的时候,除结构析来的平衡状态可能存在外出现第二个平衡状态,故又称为平衡分叉失稳或者分枝点失稳,而数学处理上是求解特征值问题,故又称为特征值屈曲分析。
结构失稳的时候,相应的荷载可称为临界荷载;
第二类失稳是指结构失稳的时候,变形将会大大的发展,而不会出现新的变形形式,即平衡状态不发生质变,也称为极值点失稳。
结构失稳的时候,相应的荷载为极限荷载。
理想的结构或者完善的结构在实际工程中几乎是不存在的,总是存在各种缺陷,如初始弯曲,残余应力及荷载作用位置偏差等。
大多数结构的失稳问题属于第二类问题;
第三类失稳问题是当荷载达到某值时,结构的平衡状态发生一明显的跳跃,突然过渡到非监近的另一个较大位移的平衡状态,称为跳跃失稳。
跳跃失稳没有平衡分叉点,也没有极值点。
如上所述,线性屈曲分析法可以求解线性弹性理想结构的临界载荷,其结果及EULER方程求得的基本一致,但这个解在工程实际应用中意义不大,仅作为非线性求解的参考值;非线性屈曲分析法比线性分析法更符合工程实际,使用荷载逐渐增大的非线性静力学分析,求解破坏结构稳定的临界载荷,可作为工程设计荷载参考。
2.2.3ANSYS线性屈曲分析的主要步骤
1建立模型
(1)定义单元类型,截面结构,单元常数等;注意在线性屈曲分析中,ANSYS对单元采取线性化处理,故即使定义了非线性的高次单元,在运行中也将被线性化处理。
(2)定义材料;可以采用线性各向同性或线性各向异性材料,因求解刚性矩阵的需要,必须定义材料的杨氏模量。
(3)建立有限元模型,包括几何建模及网格化处理。
2求取静态解
(1)进入求解器,并设定求解类型为staic。
(2)激活预应力效应。
3求取临界载荷值和屈曲模态
(1)进入求解器,并设定求解类型为EigenBucking。
(2)设置求解选项
(3)设置载荷步骤、输出选项和需要扩展的模态。
(4)求解并退出求解器
4查看结果
(1)查看特征值
(2)查看屈曲变形图
2.2.4ANSYS非线性屈曲分析的主要步骤
1建立模型
(1)定义单元类型,截面结构,单元常数等;
(2)定义材料:
可以采用线性各向同性或线性正交各向异性材料,因求解刚性矩阵的需要,必须定义材料的杨氏模量;
(3)建立有限元模型,包括几何建模及网格化处理。
2加载并求解
(1)进入求解器,并设定求解类型为static;
(2)激活大变形效应;
(3)设置子载荷的时间步长
使用非线性屈服分析方法是逐渐增大载荷直到结盟开始发散,如果载荷增量过大,得到的分析结果可能不准确。
打开二分法选项和自动时间步长选项有利于避免这样的问题出现。
打开的自动时间步长选项时,程序自动求也屈服载荷;在求解时,一旦时间步长设置过大导致结果不收敛,程序将自动二分载荷步长,在小的步长下继续求解,直到获得收敛结果,在屈曲分析中,当载荷大于等于屈曲临界载荷时,结果将不收敛。
一般而言,程序将收敛到临界载荷。
(4)施加约束和载荷,可从小到大依次逐渐将载荷施加到模型上,不要一次施加过大的载荷,以免在解过程中出现不收敛的现象。
(5)求解并退出求解器
3查看结果
(1)进入通用后处理器查看变形。
(2)进入时间历程后处理器查看参数随时间的变化等。
2.3模型的建立
2.3.1单元选取
本试验模型选用ANSYS对碗扣支撑体系的受力性能进行研究分析,分析模型采用的如下单元类型:
BEAM188是一种单轴单元,具有拉压、扭转和弯曲性能。
该单元在两个结点有6个自由度:
沿节点X,Y,Z方向的平移和绕结点X,Y,Z轴的旋转。
本单元具有塑性、蠕变、旋转、大变形、大应变等功能。
2.3.2模型的建立
本次模型节点采用铰接方式建模。
模型大小按1:
1比例建模,参数选取见表,荷载以平均加载到立杆顶部,及底座约束采用铰接方式连接,立杆及水平杆之间采用隅合方式连接。
模型见图23,约束及加载方式见图24。
图23三维模型图24约束及加载方式
2.3.3模拟结果分析
1线性屈曲分析结果
由于线性性屈曲分析(失稳分析)基于线性理想结构的假设进行分析,所以该方法的结果安全性不佳,在设计中不宜直接采用分析结果,但线性屈曲分析结果可以作为非线性屈曲分析的试算荷载。
模态分析结果取前三阶模态,模态图见图25~图27。
图25一阶屈曲模态
图26二阶屈曲模态
图27三阶屈曲模态
图28数据信息列表
工程中取一阶模态频率数值及荷载值的乘积作为线性屈曲结果(临界荷载)。
由图28屈曲模态数据信息列表可知,fact=0.34664×106,荷载F=2.5N,Fcr=fact×F=2.5×0.34664×106=866.6kN。
2非线性屈曲分析结果
非线性屈分析属于大变形的静力学分析,在分析中将压力扩展到结构承受极限载荷。
使用非线性屈曲
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