特殊约束条件下网架支座节点的分析与设计

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1、建材世界2013年第34卷第3期doi：10．3963／j．issn1674—6066．2013．03．026特殊约束条件下网架支座节点的分析与设计王建群1，赵琳2，陈庆生1，张文元2，潘蜀京1(1．天津水泥工业设计研究院有限公司，天津300400；2．哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150006)摘要：分析了某跨度为70．5m的水泥熟料库圆台形网架支座对网架结构整体性能的影响，提出了一种专门的平面内径向可动、法向约束的螺栓球节点支座，建立了包括支座底板、加劲肋、锚栓、法向限位板等在内的Abaqus有限元模型，并重点分析了节点的受力状态。结果表明，所提支座形式

2、可以改善整体网架的经济性，并具有安全可靠的受力性能。关键词：网架；滑动支座；支座节点设计；有限元分析Analysis锄dD鹳i弘ofaNew聊eofSupportUsedinSpaceGridSt川cturesWANG，砌扩舛n1，ZHAoL切2，CHENQ竹g-s．}l跏91，ZHANGW锄一y抛n2，PANS^“0i咒91(LTi画inCementIndustryDes确＆ReSearchhlstituteCo，Ltd，Tianjill300400，C}lina；2．SchoolofCivilErlgineeriIlg，HarbinInstituteofTe

3、cllllology，Harbin150006，a_lilla)Abstn屺t：IhsedontheinfluenceresultsofthesupportconditionsonthemechaIlicalbehaviorandeconomicalef矗一ciencyofa70．5mspaJlspacegridstructure而thshapeofacirculart蝴tedcone，aspecial晶pportLulfixedinradialdirectionandfi砥dinnomalispresentedAfimteelementmodeliIlclud

4、iIlgbaseplate，stiffeners，anchorbars，andno咖aIstopptatesisbuiltupbyusingAbaqusprogram，andthestressanddef0Ⅱnationstatesurldert}lepossiblede-signloadcombinationsarestudieddetailedly．Itisprovedthatthissupportnotonlycanimprovetheeconomicaleffi—ciencyofthespacegridstlllcture，buta1Sohsreliab

5、lebearillgcapacitieS．Keyw咖s：spacegridstrtlcture；slidiIlgsupport；designofsupport；finiteelementamlysis1工程概况在大跨度的工业建筑中(如水泥熟料库等)，逐渐开始使用具有自重轻、承载力大等[1’2]卓越性能的网架结构。要求网架不但能够承担竖向荷载，还要具有承担一定水平荷载的能力，为网架支座设计增加了难度，要求支座在水平双向能够满足某些特殊边界条件。该文以某70．5m跨度的水泥熟料库为例，分析支座条件对网架性能的影响，并重点对支座节点进行专门的有限元分析。该水泥熟料库网

6、架屋盖为圆台形，Q235钢材，下部筒体壁厚为600mm，网架锥面倾角约为32。，锥顶平台直径13．7m，整体锥面网架高度约20m。采用等截面的双层正放四角锥网架，网架详细尺寸如图1所示。由于库内外温差较大，为了使温度变形得到很好的释放，设计了一种能够沿径向滑动的支座，将网架下弦外环周边的18个节点定义为支座，同时这些支座还能够承担网架上部传来的水平荷载。2支座约束条件及其对网架性能的影响在支座上施加竖向约束的同时，为使支座能够径向滑移而法向不动，整体分析建模中在每个支座上设置收稿日期：2013_02—26．作者简介：王建群(1971一)，高级工程师．E-IIla

7、il：waIl函ianqun@sinoma_tj．cn93建材世界2013年第34卷第3期————————一一——J图l网架的整体尺寸弹位：mm)了一个法向刚性系杆，并约束其远端的3个平动位移。这样处理可以确保网架杆件内力不受温度荷载的影响，并能承受锥顶平台上较大的水平力作用。支座法向刚性系杆的弹性模量为普通钢材的108倍，可近似认为是无穷大；线膨胀系数为o，可确保其长度不受温度荷载的影响，不会产生附加内力；质量密度为o，可确保其重量不参与网架整体用钢量的统计；屈服点是普通钢材的1ooo倍，确保其不会屈服或屈曲。对网架支座沿径向施加弹性约束，考察支座径向约束条件

8、对杆件内力、结构变形和水