浅论h型钢桁架结构设计计算及优化分析

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1、天津大学硕士学位论文H型钢桁架结构设计计算及优化分析姓名：陈永生申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：丁阳20070601摘要H型钢是～种轻型型钢，具有刚度大、选材面广等诸多优点，但以H型钢作为桁架杆件的设计实例并不很多，且现行规范对其节点的设计构造及计算也无明确的规定。本文以H型钢截面杆件的桁架结构为研究对象，以北京南站工程的新建动车段工程检查库结构为计算模型，进行了以下方面计算研究。(1)应用ANSYS软件建立检查库结构单榀桁架有限元计算模型，进行不同结构方案的设计计算，设计分析H型钢杆件不同腹板放置方向(平放与立放)、不同截面、

2、不同钢材牌号条件下的桁架结构，并对计算结果进行分析比较，以确定适合的方案以及钢材牌号。(2)根据设计要求，建立节点实体有限元模型，进行节点承载力的有限元弹塑性分析，求得节点极限承载力，并与设计值进行比较。采取有效的构造措旌减少节点的应力集中，以完善设计。(3)建立整体结构的计算模型，进行整体结构的模态分析。根据具体设计条件，选择适合的视波速速度，考虑行波效应对结构进行不同地震波输入下的地震反应时程分析，得到结构的应力及变形时程结果。关键词：桁架结构，H型钢，优化设计，节点设计，模态分析，地震反应ABSTRACTH。sectionsteel

3、isakindoflightweightsectionsteel,thoughitboastsmanycharacterssuchaShighstiffness，widelychoices，thereal-ell’tmanyinstancesoftrussstructureswhicharecomposedofsuchkindofmember,andtherearen’texplicitclausesOiltheconformationandcomputationincurrentcodes．H．seetionsteeltrUSSstru

4、ctureiSappliedwhentheBeijingNanRailwayStationExamineFactoryissetup．Inthispaper,onthebasisofthisproject,theorystudyanddesigncalculationarebothappliedintheaspectsstatedbelow：(1)SettingupthefiniteelementalmodelinthesoftwareANSYS，checkingthecarryingcapacityinmanydifferentproj

5、ectsofthisstructure，suchasdifferentkindsofthememberbars，differentmaterialofthememberbars，whetherthewebisflatorvertical．Thereforetheprogrammeofthestructurecanbedetermined．(2)SettingupthesolidtnassmodelofthenodalpointbaseOnthedesign。Andproceedingtheelasto-plasticanalysisoft

6、hismodel，SOthebearingcapacityCallbegot．Camparingthevaluewiththedesignvalueandadopingeffectiveconformationmethodtoavoidingthestressconcentrationofthenodalpoint．Sothenodaldesigncanbeoptimized．(3)SettingUPthemodelofthewholestructure,proceedingthemodalanalysis．Determiningthep

7、rop．erspeedoftheearthquakewavebase0nthedesignconditions．ThentheseicmicreactiontimeintegrationanalysisoftheU'USSstructureisproceededundertheconsiderationoftravlingeffectofwave．SothestressanddeformingofthememberbarofthisstructureCallbegot．KEYWORDS：U'USSstructure，H—sectionst

8、eel，optimumdesign，jointdesign，modalanalysis，seismicresponse独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的