焊接残余应力对网架负荷加固的影响分析.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．03．029焊接残余应力对网架负荷加固的影响分析张艳娟1，张颜娇2，赵成3，张燕鹏4，李亚超5(1．北京亚太可建钢结构技术研发有限公司，北京100022；2．河北田园建筑设计有限公司，河北邢台054000；3．北京宝盾门业技术有限公司，北京100176；4．河北工程大学城市建设学院，河北邯郸056038；5．南京钢铁股份有限公司，江苏南京210035)摘要：负荷条件下对网架结构进行加固时，焊接残余应力对网架结构的内力、变形有较大影响。本文结

2、合某网架负荷加固工程，通过运用ANSYS有限元软件对焊接杆件施加等效温度荷载的方式，模拟网架负荷加固杆件焊接时的热胀冷缩。通过相应的应力、变形分析，得出焊接残余应力对网架结构负荷加固的影响。关键词：网架；负荷加固；焊接残余应力中图分类号：TU356文献标志码：A文章编号：1672—4011(2013)03—0060—02ReinforcementofweldingresidualstressonthegridloadimpactanalysisZHANGYanjuanl，ZHANGy口咖∥，ZHAOChen

3、93，ZHANGYanpen94，12Yacha05(1．BeijingAsia一尸ac咖KeJianSteelStructurerechnolog)‘De—velopmentCo．，删，Beijing100022，China；2．Hebeiruralarchi—tecture拙劬CO．，Ltd，Xingtai054000，China；3．BeijingBoonE-damEntranceTechnologyCo．，Ltd，Beijing100176，China；4．／n—stituteofUrbanCons

4、trucuon，HebeiUnwemityofEngineering，Handan056038，China；5．Nanjingironandsteelcompanylimit-ed，Nanjing210035，China)Abstract：Loadconditionsonthes=dstructurereinforce．ment，theweldingresidualstresshasagreatinfluenceoninter-nalforceanddeformationofspacetrussstruct

5、ure．Basedonarackloadreinforcementengineering，thefiniteelementsoftwareANSYStoexerttheequivalenttemperatureloadofweldingrods，simulationsndloadwhenthereinforcingbarweldingheatbilgescoldshrink．Throushthecorrespondingstressanddeformationanalysis，strengtheningth

6、einfluenceofweldingresidualstressofspacetrussstructureload．Keywords：商d；loadreinforcement；weldingresidualstress0前言焊接施工时，焊接构件由焊接而产生的内应力称之为焊接应力；在焊接过程中，焊接区以远高于周围区域的速度被急剧加热，并局部熔化。焊接区材料受热而膨胀，热膨胀受到周围较冷区域的约束，并造成(弹性)热应力，受热区温度升高后屈服极限下降，热应力可部分超过该屈服极限。因此，焊接区形成了塑性的热压缩，

7、冷却后比周作者简介：张艳娟(1985一)，女，河北邯郸人，硕士，研究方向：钢结构理论与应用技术研究。围区域相对缩短、变窄或减小。焊接空心球网架结构的施工过程中焊接残余应力对网架结构的影响不可忽视。本文以某网架负荷加固工程为背景，通过运用ANSYS有限元软件对焊接杆件施加等效温度荷载的方式，模拟分析杆件焊接时的热胀冷缩。通过相应的应力、变形分析，确定焊接残余应力对网架结构负荷加固的影响，为今后类似工程的设计和施工提供参考。1工程概况某煤矿教育中心，为上弦周边支承的正放四角锥焊接空心球网架结构。原网架平面尺寸为

8、23．4×14．3(m)，网架高度为1．1m，原网架的平面图如图1所示。经计算，采用在原网架下增加一层网架片的加固设计方法，加固施工方案采用沿长向从两边向中间对称施工的负荷加固技术。加层网架杆件结构布置如图2所示。图1原网架平面图图2加固后网架杆件布置图2焊接残余应力的有限元模拟方法考虑实际施工方法，通过对焊接杆件施加等效温度荷载的方式来近似模拟焊接杆件结束后产生的应力收缩。由于杆件为线性材料，则需要施加的等效温