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膜结构自行车棚不同卸载方式的选用
编辑:山东双天金属制品有限公司   时间:2021-11-30

  据悉,有膜结构自行车棚工程采用有限元软件对其卸载结构进行了分析,该软件能考虑材料非线性和儿何非线性,以及应力刚化效应,其分析过程能很好的符合实际结构受力状态。

  采用梁单元模拟各种结构构件,计算时采用柔性胎架,也即取支撑胎架单元的轴向刚度与实际胎架的相同,从而考虑支撑胎架和钢结构主体的协同变形。该软件中胎架的卸载可通过3种方式实现:

  (1)采用只受压的两端铰接的梁单元模拟胎架,通过指定胎架单元约束端的节点位移来模拟卸载。

  (2)采用两端铰接的梁单元模拟胎架,通过给胎架单元施加降温荷载来模拟卸载。

  (3)采用缝单元(Gap)模拟胎架,通过指定缝单元的轴向刚度模拟胎架的支撑作用,通过指定缝单元的初始缝隙来模拟卸载,还可指定缝单元的质量来考虑胎架自重。

  就这三种方式而言,采用方式(1),当卸载膜结构自行车棚过程中胎架脱离结构时,支撑将退出工作,从而不会对结构提供刚度贡献。但是只受压单元仅在进行非线性分析时才有益,同时当指定卸载位移过大导致只受压单元受拉时计算将不收敛,需要进行多次调试。对于方式(2),当卸载过程中胎架脱离结构时,支撑处结构将受拉、使得临近胎架承受的荷载偏大,这与实际情况不符,因而也需要进行多次调试。

  对于方式(3),缝单元相当于带有初始间隙的只受压单元,当胎架处结构变形小于缝单元的初始间隙时,缝单元不参与结构受力,这与实际卸载过程相当吻合,而且计算的收敛性较好。不过每一个卸载步都需要在相应胎架处重新建立一个缝单元,导致计算模型的前处理相对较麻烦。考虑实际情况,该工程采用方式(1)模拟胎架的卸载过程。

  对于较佳卸载方案研究分析得出如下结论:

  对结构胎架进行间隔卸载时,卸载位移采用等比例的结构竖向位移并不合适,需根据去除该胎架后、胎架处结构的竖向位移确定。

  对膜结构自行车棚结构胎架进行逐个卸载时,其后续胎架卸载位移的大小与每级卸载时头一小步卸载位移的大小密切相关。

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