抽空四棱锥组合式网架结构的分析研究.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．03．033抽空四棱锥组合式网架结构的分析研究李良伟(苏州市建筑科学研究院有限公司，江苏苏州215011)摘要：本文主要概述抽空四棱锥组合式网架模型，本文采用ANSYS有限元软件对抽空四棱锥组合式网架结构的内力进行计算分析，并运用电测实验对该组合式网架模型杆件的内力进行测量。最后将有限元分析结果与实验结果进行分析研究。关键词：抽空四棱锥；网架结构；静载试验中图分类号：TU356文献标志码：A文章编号：1672—4011(2013)03—0068—02AnalyticalInve

2、stigationofnormallyplacedevacuatedpyramidg—dsILlLiangwei(SuzhouBuildingResearchInstitute，Suzhou215011，China)Abstract：Thispaperisasummarizeofnormallyplacede-vacuatedpyramidgridsstructuremodel．ThispaperusesANSYSinfiniteelementanalysissoftwaretocalculatesandanalysistheintemalfo

3、rceofnormallyplacedevacuatedpyramidgrids．Andthroughtheoryofelectronicstraingaugetomakeameasurementofintemalforce．Themostlatermakeaanalysisresearchcom-parisonoffiniteresultandexperimentresult．Keywords：normallyplacedevacuatedpyramid酣ds；networkstructure；staticexperiment0前言网架是一种

4、新型空间结构，杆件主要承受轴力作用，截面尺寸相对较小，适用于各种跨度的结构，尤其适用于复杂平面形状，其内力分布规律、受力性能、节点可靠性以及整体安全度等均未充分认识，特别是采用近似方法计算时，需要进行试验，以便验证计算的准确程度，并根据试验结果对设计的杆件截面进行修正，以保证结构必要的安全度。随着科学技术的发展，为采用精确法计算网架内力创造了条件，但是由于设计时边界条件的假定与工程实际难于完全相符，因此有些工程的结构试验仍是不可避免的。随着高强结构材料的发展，制造和施工工艺的更新，尤其是电子计算机在建筑结构计算中的广泛应用，近40年来，网架结构

5、在国内外得到了迅速的发展。新的空间网架形式将不断出现，而且对网架结构有新的要求。网架结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式，即用尽量少的材料，使网架结构的刚度性、强度性与稳定性等达到最优因此，空间网架在今后的发展和推广中，结构试验仍是一项很重要的工作。本文采用电阻应变计模拟传感器的方法，以应变来求得杆件的内力。将模型结构内力的测量值与有限元计算的结果进行比较分析，根据网架结构内力优化的理论，提出网架结构模型优化建议。1抽空四棱锥网架四周支撑结构1．1抽空四棱锥网架四周支撑结构ANSYS模拟作者简介：李良伟(1987一)，男，江苏如皋人

6、，主要从事建筑结研究工作。采用ANSYS有限元软件根据图l所示的结构模型建模，此计算采用LINK8单元，LINK8单元是3D杆单元，可以承受单向的拉伸或者压缩荷载，由两个节点组成每个节点上具有三个自由度(UX，uY，Uz)，用于模拟工程结构中的三维空间桁架、绳索、铰链及弹簧等。材料为铝材，弹性模量E=7200MPa，泊松比¨=0．34，密度P=2700kg／m。图1抽空四棱锥网架模型1．2抽空四棱锥网架四周支撑结构内力电测实验首先将螺帽中段正反两面磨平，以便粘贴应变计。但为了保证螺帽不发生组合变形，只受轴向拉力，两面一定要均匀磨平，且大致相等。

7、将电阻应变计粘贴在螺帽表面上，螺帽受轴向的拉力而变形时，电阻应变计的敏感栅随之产生相同应变，其电阻值也将随之发生变化，用仪器测量此电阻变化即可测量出螺帽表面沿敏感栅轴线方向的应变。即电阻应变计的主要性能与敏感栅有关，取敏感栅材料金属细丝，研究其把应变转换成电阻变化的关系。电阻应变计及电阻接人电桥各桥臂，电桥由直流电压供源，电压输出桥见图2，4个桥臂电阻分别为月。，恐，飓，凡，供源电压为U，电桥输出(B，D间)△眙，本试验采用半等臂电桥。对于半桥方式，R，，恐为应变计，飓，墨为平衡用固定电阻，尺。为测量应变计，即粘贴于螺帽上的应变计；尺：为温度补

8、偿应变计，当测量应变计感受螺帽受拉力应变占时，电阻R。变成蜀+AR。，设温度补偿应变计恐不变，玛，心也r，APr7不变，则产生电压输出△以：△％一}=