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《基于ANSYS的梁板鋼結構廠房靜強度分析與優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于ANSYS的梁板鋼結構廠房靜強度分析與優(yōu)化中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司杭州311122摘要：為研究某空間梁板鋼結構廠房的強度可靠性及尺寸參數(shù)對其應力分布的影響，木文在大型通用有限元計算軟件ANSYS12.0平臺上，建立了三層梁板結構廠房的簡化有限元模型，并對簡化的廠房結構在初始尺寸承受自重和lkN/m2的均布壓力的工況下進行了有限元模擬，得到梁板結構的von-Mises等效應力分布情況和位移的分布情況，發(fā)現(xiàn)該給定梁板結構的最大von-Mises等效應力遠遠超過構成該結構的Q345鋼的許用應力。通過調(diào)整板的厚度、
2、梁的截面尺寸和整個梁板框架的尺寸并進行有限元模擬，最終得到不超過許用應力時的相對較優(yōu)尺寸，為廠房提出較為合理的設計方案。關鍵詞：梁板結構；廠房；靜強度；應力分析；參數(shù)優(yōu)化空間梁板結構（如圖1所示）屬于框架結構的一種，指由梁、柱、板以剛接或者較接相連接而成，構成承重體系的結構，墻體不做承重，只起到分割作用?？臻g梁板結構以其安全、施工方便、組合自由、易于形成大空間等優(yōu)勢在工業(yè)、民用建筑中應用十分廣泛。圖1空間梁板結構的工程應用現(xiàn)階段，基于各種方法和手段的針對梁板結構可靠性的研究也一直是土木工程領域的研究熱點，也具有重要的現(xiàn)實意義
3、。國內(nèi)行業(yè)相關研究研究人員也開展了許多相關研究工作并取得了相應的成果：沈陽航空工業(yè)學院的趙維濤和哈爾濱工程大學的安偉光等研究人員⑴基于結構系統(tǒng)靜強度可靠性分析理論和隨機有限元方法，針對隨機空間梁板結構系統(tǒng)進行了可靠性分析，給出了安全余量及其對各變量敏度的顯性表達式,這樣便于計算各安全余量之間的相關性、提高計算精度、改善空間梁板結構系統(tǒng)可靠性的計算方法。最后結合算例說明該方法的應用，算例表明該方法可行、有效；山西中方森特建筑工程設計研究院的楊秀娟、朱慧鵬等研究人員⑵以某一六層宿舍樓為例，利用大型通用有限元軟件ANSYS對鋼筋混
4、凝土框架結構進行優(yōu)化設計分析，得出了該宿舍樓的最優(yōu)柱網(wǎng)尺寸及梁、柱的截面尺寸，著重分析了柱網(wǎng)尺寸變化對建筑面積、混凝土用量以及結構各向位移的影響，為框架結構柱網(wǎng)尺寸選擇提供了參考依據(jù)；昆明理工大學的唐遠強、舒大文等學者⑶基于ANSYS建立了梁■板殼結構有限元力學模型，對梁■板殼結構模型在地震位移激勵作用下的隨機振動響應特性進行分析，并對后處理結果進行簡要分析，最后利用ANSYS隨機振動結果進行隨機疲勞計算和工程實際中鋼架結構的隨機振算，其主要振動響應特性分析結果以及隨機疲勞的計算分析對鋼架結構的設計具有一定的指導和參考價值，
5、可以使工程設計人員在設計鋼架結構階段考慮得更加深入，使鋼架結構得以優(yōu)化，以期提高鋼架結構的抗振性能和使用壽命；中國人民解放軍理工大學的陳力、方秦等研究人員⑷為了系統(tǒng)研究鋼筋混凝土梁板結構的面力效應，針對現(xiàn)有的最大面力設計方法（簡稱MMFM）的幾點不足，提出了五項改進措施，并通過一系列分析推導，建立了一種新的理論計算模型。該理論模型采用全量應變塑性理論與增量應變塑性理論相結合的方法，能夠推導出靜載作用下考慮面力效應的鋼筋混凝土梁板結構承載力一跨中變形全過程曲線的顯式計算公式，相比于MMFM方法，提出了理論計算模型更加準確合理；
6、此外，蘭州交通大學的白立東等研究人員⑸建立了梁板結構的有限元力學模型并對后處理結果進行了簡要分析，最后利用ANSYS振動分析的結果進行疲勞計算。振動響應特性分析的結果以及隨機疲勞的計算分析對實際的板殼結構設計具有一定的指導和參考價值；還有哈爾濱水務科學研究院的馬蘭芳、周琳博等研究人員⑹以某水電站廠房整體結構為研究對象，應用大型通用有限元計算軟件ANSYS對廠房整體結構進行了三維有限元應力計算，計算了3種工況下廠房整體結構的正應力、第一主應力、第三主應力分布云圖，分析了該廠房整體結構的應力最不利及位移最大位置,為該拱壩在施工期
7、及運行期提供了可靠的參考數(shù)據(jù)。工業(yè)廠房作為重要的生產(chǎn)、存儲場地，其安全性至關重要，目前關于梁板結構廠房可靠性的研究相對較少，本文建立了某三層梁板結構廠房的簡化模型并開展相關計算，其結果具有一定的工程參考價值。1空間梁板鋼結構有限元模型某實際梁板鋼結構廠房，建立了三層廠房結構有限元模型，其幾何尺寸及坐標系如圖2所示,在空間梁板鋼結構廠房的底部施加6個自由度的固定約束,以模擬實際地基給予廠房結構的約束，在此基礎上，每層板上施加大小為lkN/m2的向下均布載荷用來模擬其內(nèi)部吊掛及內(nèi)飾載荷。同吋考慮垂力作用，在計算模型中施加重力加速
8、度滬9.8。圖2簡化模型的尺寸及邊界條件準確的材料參數(shù)是保證計算結果可信度的重要前提，本文中廠房骨架為Q345全鋼結構，其相關材料參數(shù)在表1中給岀。表1材料及截面參數(shù)板売E=2ellPav=0.3密度=7.8e3Kg/m3厚度=40mmE=2ellPav=0.3密度=7.8e3Kg/m3截
