某幕墻鋼架方鋼管偏心相貫節(jié)點有限元分析.pdf

《某幕墻鋼架方鋼管偏心相貫節(jié)點有限元分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、規(guī)劃與設(shè)計建材與裝飾2016年4月某幕墻鋼架方鋼管偏心相貫節(jié)點有限元分析施文李季（中信建筑設(shè)計研究總院有限公司湖北武漢430014）摘要：現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范雖然提供了鋼管結(jié)構(gòu)相貫節(jié)點的驗算方法，但并未考慮彎矩對節(jié)點承載能力的不利影響。而實際工程中，偏心相貫節(jié)點以及部分特定結(jié)構(gòu)的相貫節(jié)點，可能承受不可忽略的彎矩作用，若仍按規(guī)范方法驗算，則可能造成安全隱患。結(jié)合實際工程，利用通用有限元分析程序ANSYS，對方鋼管偏心相貫節(jié)點進(jìn)行有限元分析，驗算彎矩和軸力共同作用下節(jié)點的承載能力，對不滿足要求的節(jié)點提出2種補(bǔ)強(qiáng)措施，并驗算補(bǔ)強(qiáng)后的節(jié)點強(qiáng)度，為實際工程設(shè)計提供參考。關(guān)鍵詞：有限元分析

2、；方鋼管；偏心相貫節(jié)點；節(jié)點補(bǔ)強(qiáng)中圖分類號：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673-0038（2016）16-0114-021引言進(jìn)行分析，驗算工程設(shè)計的方鋼管偏心相貫節(jié)點強(qiáng)度，并針對部鋼管結(jié)構(gòu)是指主要采用鋼管（圓管或矩形管）相互連接而形分未能滿足要求的節(jié)點提出相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)造措施。成的一種可以承受特定荷載作用、滿足特定使用功能的鋼結(jié)構(gòu)2工程背景體系。其常用的連接節(jié)點形式有：螺栓球節(jié)點、焊接空心球節(jié)點、武漢某地擬新建一座高層辦公樓，建筑高度為110m。為實現(xiàn)相貫節(jié)點以及鑄鋼節(jié)點等。在幕墻結(jié)構(gòu)中，相貫節(jié)點因其外表美建筑外立面要求，幕墻鋼架從結(jié)構(gòu)大屋面往上延伸10m，其結(jié)構(gòu)

3、觀、構(gòu)造簡單、力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點，得到廣泛應(yīng)用。平面及剖面如圖1所示?？紤]外表美觀效果以及幕墻安裝方便，目前，國內(nèi)外學(xué)者對各種類型的鋼管相貫節(jié)點進(jìn)行了大量研鋼架桿件均采用冷彎薄壁方鋼管，節(jié)點均采用偏心相貫節(jié)點。究?，F(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范[1]僅給出了軸力作用下的圓鋼管和方鋼管相貫節(jié)點承載力的驗算方法；趙鵬飛等[2]通過有限元分析和試驗研究，給出了4種類型方鋼管相貫節(jié)點在復(fù)雜受力狀態(tài)下的承載力計算公式和節(jié)點失效形態(tài)；趙陽等[3]關(guān)注于受彎方鋼管相貫節(jié)點的焊縫強(qiáng)度和破壞模式，提出兩種節(jié)點加強(qiáng)措施。劉鑫剛[4]等采用有限元和試驗研究大直徑空間相貫節(jié)點在軸力和彎矩共同作用下的節(jié)點

4、承載能力和破壞形態(tài)。前人的研究均表明，彎矩對鋼管相貫節(jié)點的承載能力和破壞形態(tài)均有不利影響。而本工程涉及到的方鋼管偏心相貫節(jié)點，不僅本身承受軸力和彎矩的共同作用，還有偏心相貫產(chǎn)生附加彎矩，其對節(jié)點承載力的不利影響有待研究。圖1幕墻鋼架結(jié)構(gòu)布置示意圖本文結(jié)合實際工程，利用通用有限元分析軟件ANSYS15.0幕墻鋼架位于高層建筑屋頂，承受較大風(fēng)荷載作用。經(jīng)3D3S3.2積極聯(lián)系建筑企業(yè)與消防部門，加強(qiáng)兩者之間的行合理施工，并且做好相應(yīng)的消防設(shè)施的驗收工作，針對其存在溝通與聯(lián)系的問題進(jìn)行積極處理與解決，從而能夠為建筑工程的建設(shè)與發(fā)作為建筑的消防工程來說，具有一定的作用與意義。而作

5、為展做出積極的貢獻(xiàn)。建筑企業(yè)來說，要想積極提升建筑消防工作的水平與能力，應(yīng)該4結(jié)論加強(qiáng)對消防部門的聯(lián)系。另外，還要合理聯(lián)系設(shè)計單位與消防管綜上，作為建筑工程來說，消防工程具有比較重要的作用與理部門，并且各個部門應(yīng)該通過溝通交流，增強(qiáng)自身的消防意意義。而消防工程的設(shè)計理念應(yīng)該進(jìn)行合理創(chuàng)新，這就需要消防識，并且使消防工程得到合理的落實與保障，將消防管理體系積設(shè)計人員應(yīng)該努力提升自身的綜合能力與專業(yè)水平，努力提升極建立起來，促進(jìn)消防工程的合理健康發(fā)展。消防工程的設(shè)計水平，為我國的建筑消防工程的建設(shè)作出積極3.3實施合理的消防監(jiān)督能力的貢獻(xiàn)，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在建筑消防工

6、程建設(shè)過程中，應(yīng)該合理審查與監(jiān)督自動消防工程。一方面，需要合理做好自動消防的設(shè)計工作，并且最重要參考文獻(xiàn)的是對其的審核工作。尤其是對于設(shè)計圖紙的審核，使其能夠與[1]王陽.商場消防設(shè)計問題分析[J].科技傳播，2013（06）：55~57.建筑工程相符合。另外，還要合理與現(xiàn)實情況相結(jié)合，對建筑自[2]王竟萱，金文佳.探究建筑防火設(shè)計[J].科技信息，2012（28）：102~103.動消防的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行積極監(jiān)督，使建筑消防工程的質(zhì)量有一定的保障，并且針對施工單位來說，還要積極遵從圖紙的內(nèi)容進(jìn)收稿日期：2016-4-1·114·2016年4月建材與裝飾規(guī)劃與設(shè)計軟件計算分析

7、，幕墻鋼架的方鋼管應(yīng)力比約為0.6~0.8，桿件安全可靠。但部分桿件除了承受軸力作用外，同時也有不可忽略的彎矩作用，故而部分相貫節(jié)點按規(guī)范驗算后，仍可能有安全隱患，需要進(jìn)一步的有限元分析驗算。3節(jié)點有限元分析為驗算本工程幕墻鋼架節(jié)點強(qiáng)度，選取鋼架兩個典型節(jié)點J1和J2（分別位于鋼架中部和頂部），利用ANSYS進(jìn)行有限元建圖5補(bǔ)強(qiáng)前節(jié)點J2的應(yīng)力云圖圖6補(bǔ)強(qiáng)后節(jié)點J2的應(yīng)力云圖模分析，如圖2所示。其中鋼管均采用殼單元Shell181模擬，其本構(gòu)關(guān)系均取為理想彈塑性模型，屈服點為300MPa。模型中，主管（G1）底部約束全部自由度