基于ansys模型的輕鋼門式剛架靜力分析

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1、基于ANSYS模型的輕鋼門式剛架靜力分析摘要：輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)是單層廠房中一種常見結(jié)構(gòu)，因其用鋼量少，結(jié)構(gòu)自重輕，施工速度快，綜合經(jīng)濟效益高，近年來得到了迅猛的發(fā)展。本文運用ansys有限元軟件對其進行靜力分析，通過對恒載、活載、風(fēng)載作用及其組合的計算，得到了結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，為門式剛架的設(shè)計提供了參考。關(guān)鍵詞：門式剛架；ansys；靜力分析1.1靜力分析簡述在ansys大型軟件中，對結(jié)構(gòu)進行靜力分析是用來分析在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，即由于穩(wěn)態(tài)外載引起的系統(tǒng)或部件的位移、應(yīng)力等的分布及變化。在靜力分析中，一般都是假定載荷和響應(yīng)固定不變或載荷和結(jié)

2、構(gòu)的響應(yīng)隨時間的變化非常緩慢。2.1門式剛架有限元分析2.1.1作用在剛架上的載荷分類對于輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，所受的荷載基本上有三大類：永久荷載、可變荷載、偶然荷載。1）永久載荷即恒載，指輕型門式剛架結(jié)構(gòu)本身各部分的自重，它包括屋面覆蓋材料的自重、墻體材料的自重等。2）活載荷包括屋面均布載荷、雪載荷、積灰載荷等。3）作用在剛架上的風(fēng)載荷通過《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（gb50009-2001）中采用的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值公式確定?；贏NSYS模型的輕鋼門式剛架靜力分析摘要：輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)是單層廠房中一種常見結(jié)構(gòu)，因其用鋼量少，結(jié)構(gòu)自重輕，施工速度快，綜合經(jīng)濟效益高，

3、近年來得到了迅猛的發(fā)展。本文運用ansys有限元軟件對其進行靜力分析，通過對恒載、活載、風(fēng)載作用及其組合的計算，得到了結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，為門式剛架的設(shè)計提供了參考。關(guān)鍵詞：門式剛架；ansys；靜力分析1.1靜力分析簡述在ansys大型軟件中，對結(jié)構(gòu)進行靜力分析是用來分析在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，即由于穩(wěn)態(tài)外載引起的系統(tǒng)或部件的位移、應(yīng)力等的分布及變化。在靜力分析中，一般都是假定載荷和響應(yīng)固定不變或載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時間的變化非常緩慢。2.1門式剛架有限元分析2.1.1作用在剛架上的載荷分類對于輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，所受的荷載基本上有三大類：永久荷載

4、、可變荷載、偶然荷載。1）永久載荷即恒載，指輕型門式剛架結(jié)構(gòu)本身各部分的自重，它包括屋面覆蓋材料的自重、墻體材料的自重等。2）活載荷包括屋面均布載荷、雪載荷、積灰載荷等。3）作用在剛架上的風(fēng)載荷通過《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（gb50009-2001）中采用的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值公式確定。4）偶然荷載是指在設(shè)計所考慮的結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其量值可能很大且持續(xù)時間很短的荷載。2.1.2載荷的組合效應(yīng)門式剛架在使用的過程中需承受多種荷載的作用，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要考慮荷載的組合。我國在處理荷載組合時采取的是國際通用的一種近似荷載組合概率模型，并按承載能力極限狀

5、態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進行設(shè)計，取最不利組合對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計計算。本文的剛架結(jié)構(gòu)中，不涉及到吊車荷載和地震荷載的影響，并綜合考慮《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定及門式剛架的特點，所需考慮的工況主要有：工況一：只考慮恒載工況二：只考慮活載工況三：荷載工況組合:1.2x恒載+1.4x活載，工況四：只考慮風(fēng)載工況五：荷載工況組合:1.2x恒載+1.4x0.6x風(fēng)載工況六：荷載工況組合:1.2x恒載+1.4x活載+1.4x0.6x風(fēng)載2.1.3門式剛架的靜力分析結(jié)果1）工況一：設(shè)定所有鋼柱柱腳為剛性約束，即約束所有自由度，并施加重力加速度，在全部的剛架梁上施加表面載荷

6、1500n/m。運行ansys軟件對其進行分析，計算結(jié)果見表2-1。2）工況二：將重力加速度設(shè)為0，對結(jié)構(gòu)鋼梁施加3000n/m的載荷，為活載荷，代替雪載荷進行靜力分析。進行活載荷分析時，不需要考慮自重。計算結(jié)果顯示其變形狀況與恒載情況類似。具體見表2-1。3）將上述兩種荷載工況文件成功導(dǎo)入，進行荷載工況組合:1.2x恒載+l.4x活載，其結(jié)果形成工況三，其y向位移變化仍是結(jié)構(gòu)的主要變形，發(fā)生在結(jié)構(gòu)的中間位置。計算結(jié)果見2-1。三種工況下位移圖與x向應(yīng)力圖相似，以1.2x恒載+l.4x活載組合工況為例，可以看出在結(jié)構(gòu)中間及框架梁柱相接處的應(yīng)力值較大，這是

7、由于剛架只在框架梁上受豎直載荷，變形情況與實際相符。4）工況四：對結(jié)構(gòu)施加風(fēng)載荷，僅考慮右風(fēng)作用，大小為1800n/m，風(fēng)載直接加在右側(cè)剛架梁柱上。左側(cè)框架柱的x向位移比較明顯，剛架整體向左側(cè)傾斜，且最大位移與x向最大應(yīng)力值均出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)左側(cè)位置，計算結(jié)果見表2-2。，5）工況五：1.2x恒載+l.4x0.6x風(fēng)荷載組合。整體位移值最大處于結(jié)構(gòu)中間偏左的位置，最大應(yīng)力所在位置亦同。計算結(jié)果見表2-2。6）工況六：1.2x恒載+1.4x活載+l.4x0.6x風(fēng)荷載組合。分別建立恒載、活載、風(fēng)載三種工況文件，然后賦予其組合效應(yīng)系數(shù)進行工況組合，在此工況下所受應(yīng)

8、力值是所有工況下最大的。計算結(jié)果見表2-2。通過表2-2中三種工況下數(shù)據(jù)值對比，