应力蒙皮的试验研究和有限元分析-论文.pdf

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1、第14卷第2O期2014年7月科学技术与工程Vo1．14No．20Ju1．2014l67l一1815f2014)20—0275—06ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．建筑技术应力蒙皮的试验研究和有限元分析关超孙学水张专涛谭紫云王湛(广东杭萧钢构有限公司，珠海519055；华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广州510640)摘要稳定性是钢结构的一个突出问题。在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。对于这个问题处理不好，将会造成不应有的重大损失。以2010年广州亚运会体操馆工程为背景，研究悬臂带蒙皮钢板节点形式

2、的蒙皮效应，与有限元结果对比。对比结果表明有限元分析可靠，继而用同样的方法将箱形截面梁改为工字型截面梁进行有限元拓展分析。分析表明，蒙皮可作为钢梁的侧向支撑，能够限制其平面外失稳。特别是对于工字型梁，在保证构件的整体稳定性的同时承载力也有所提高，效果明显。关键词稳定蒙皮效应实验分析有限元分析中图法分类号TU391．2；文献标志码A稳定性是钢结构的一个突出问题，在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。对于这个问题处理不好，将会造成不应有的损失。现代工程史上出现了不少因稳定而造成的钢结构事故，比如，戴高乐机场2E人口处的顶盖钢结构，因存在设计上的小小错误，导致发生了严重的后果。在200

3、4年2月2313凌晨，此顶盖钢结构突然塌陷，致使砸死了正在过路的4名旅客L1。不断出现的工程事故告诉我们，钢结构中的稳定问题是钢结构设计中亟待解决图1体操馆局部铺设蒙皮钢板的主要问题，一旦出现了钢结构的失稳事故，不但对Fig．1Localgymlayingsteelskin经济造成严重的损失，而且会造成重大的人员伤亡。2010年广州亚运会体操馆屋面钢结构部分有23In的悬臂端，飘带单层网壳跨度达64m。在其局部结构上铺设5mm厚的钢板考虑应力蒙皮作用，如图1所示。既作为屋面板又作为梁的侧向支撑，限制梁的失稳。连接节点形式见图2。根据此工程，研究此节点形式的蒙皮效应，并与有限元结果对

4、比。分析表明，蒙皮可作为钢梁的侧向支撑，能够限制其平面外失稳。特别是对于工字图2钢板连接大样Fig．2Steelconnectinglargedrawing型梁，效果明显。2．1．1试件选取2实验分析及有限元对比根据试验条件采用缩尺比例模型[比例约取2．1实验分析0．6(模型／原型)]，且取一跨进行分析，设一个未设置蒙皮的试件模型做对比。具体参数和构造见表12014年3月5日收到国家自然科学基金项目和图3。(51178192；51378009；51378219)、亚热带建筑科学国家2．1．2循环加载方案重点实验室基金项目(2012ZA05)、华南理工大学中央加载设备及安装如图4所示

5、(采用了两个油压高校基本科研业务费专项资金(2014ZG0025)资助千斤顶)。试验时，将试件固定在反力墙上，两端上第一作者简介：关超(1984一)，男，工程师。E—mail：274949528@qq．corn0下两面分别加一荷载分配梁；两个200t油压千斤顶科学技术与工程14卷6孙利骄，王湛．弱轴顶底角钢连接滞回性能的非线性有限元teretiebehaviorofthetop—and—seatansleminoraxisconnection．Si—分析．四川建筑科学研究，2012；38(4)：6—9ehuanBuildingScience，2012；38(4)：6_．9SunIi

6、ao，WangZhang．Non—linearfiniteelementanalysisforhys—ExperimentandFiniteElementAnalysisforStressedSkinDiaphragmGUANGCha0，SUNXue—shui，ZHANGZhuan．tao，TANZi．yun，WANGZhan(GuangdongHangxiaoSteelStructureLtd．，1Zhuhm519055，P．R．China；StateKeyLaboratoryofSubtropicalBuildingScience，SouthChinaUniversityofT

7、echnology，Guang~hou510640，P．R．China)[Abstract]Stabilityisaprominentissueinsteel，inalltypesofsteelstructures，willencounterstabilityprob—lems．Forthisproblemifnothandledproperly，willcauseunduesignificantlosses．The2010GuangzhouAsianGamesgym