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桁架柱支承网架结构的有限元分析研究

发布于:2016-06-28 22:14
有限元分析

      网架结构是一种由多根杆件按一定网格形式通过节点连接而构成大跨度覆盖的空间结构,具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能较好等优点。可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库。由于实际大多数网架结构工程都较为复杂和庞大,杆系众多,施工难度较大。因此。实际网架结构工程的损伤检测,现状网架结构的静动力性能,对于掌握网架的实际工作状况及后期服役性能,这些都是值得研究的问题。
      本研究通过现场采集的数据,建立网架结构的有限元分析模型并与实测数据分析比较。在实测的基础上,利用模态分析的方法,通过对网架的动态测试实验求出的网架频率、振型等动态参数,并根据这些实测的参数分别进行了基于频率、应变等损伤识别方法的分析,结合有限元分析App,利用数值模拟和实测数据的分析比较,分析现状网架结构的损伤状况结论。
      该网架采用螺栓球节点钢管网架结构,整个网架由3个焊接球节点钢管桁架传力,竖向采用榀桁架柱支承,屋面板采用复核彩钢瓦屋面,楼面及看台部分采用现浇框架结构,屋面网架及桁架柱与楼面完全脱开。
      动力测试仪器布置,采用两个水平拾振器和两个竖向拾振器,测振仪器采用动态信号测试分析系统,通过动态采集仪器的数据处理系统,采用快速傅里叶变换,得出结构的频率、加速度等信息。
      采用环境激励的方法分别测试了钢网架水平振动和垂直振动,并由测试结果进一步分析可得到钢网架结构的动力特性。表为在环境激励下钢网架水平振动和垂直振动时域统计规律特征值。根据环境激励下钢网架水平振动和垂直振动的时程曲线数据,可计算出钢网架水平振动和垂直振动的功率谱如图所示。
      在外荷载振动情况下分别测试了强迫振动钢网架响应中的水平振动和垂直振动。在固定外荷载振动下,钢网架水平振动有效值为 ,垂直振动有效值为根据固定外荷载振动情况下钢网架响应中的水平振动和垂直振动时程值可计算出相应的钢网架水平振动和垂直振动的功率谱如图。
      钢网架在固定外荷载振动情况下前五阶水平振动响应和垂直振动响应的主要频率见表。从固定外荷载振动情况下钢网架水平振动功率谱图中可知,在此工况下的强迫振动响应在频域的最大值恰好在结构水平振动基频处。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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