广东杰达太空瓦建筑有限公司

无梁拱形屋顶安装_金属拱形屋面厂家

增强拱形屋顶荷载的方案

广东省很多地区都沿海这是大家都知道的事情,沿海有台风,每当台风侵袭的时候,都会对人们造成很大的财产损失。

在广东茂名一般的工业厂房,经历台风的时候,屋面瓦片经常会被吹飞掉很多,这个给这个给企业老板造成了很大的损失,虽然拱形屋顶有很强的抗荷载能力,等台风侵袭的时候。业主也免不了担忧,那么我们该如何给拱形屋顶做增强了,本文就给大家一一道来,讲述一下杰达钢构对拱形屋顶增强的几种施工方案。

增强波纹拱有限元模型的建立

1、材料的选择

拱形拱形波纹钢屋盖是由多个波纹单拱沿其侧边通过锁边机相互咬合而成,每个波纹单拱的下翼缘和腹板均被齿轮滚压成横向波纹状,这些横向波纹数量大,几何形状复杂,拱形波纹钢屋盖的存在给结构的理论分析造成了很大的困难,本文采用目前一种典型的简化方法,把带有波纹的下翼缘和腹板分别简化为同样厚度的正交各向异性的平曲板(图4)。若假设其两主方向坐标轴为X、Y,则等效弹性常数包括弹性模量和泊松比等5个。等效材料常数的确定可以进行理论推导,也可通过试验的方法直接获得。表1是文献[10]通过试验和分析得到的18m跨、Q235钢材、拱高4.5m、彩板厚1.0mm的MMR-238拱型波纹钢屋盖腹板和翼缘两个方向的等效弹性拉伸模量、剪切模量和泊松比。由于具有相似的局部构造,本文将表1中数据直接用于24m、30m、36m跨度的波纹拱,能够有效地反映波纹拱增强前后极限承载力、刚度和破坏模态等特性的变化规律。

图2 内拉式增强方法示意图.png

波纹拱上翼缘、拉索均采用各向同性材料模拟。为进行材料非线性分析,材料应力、应变关系为弹塑性两段线,屈服强度按实际材料取值。

2、单元瓦片加强

由于拱波纹的厚度比其它两个方向的尺寸小很多,在建立波纹拱有限元模型时采用薄壳单元,拱形具体为Abaqus单元库里的一般性目的(general-purpose)的壳单元S4R。S4R壳单元为四边形壳单元,充分考虑了有限的膜应变和任意大转动,能够很好地模拟拱形波纹钢屋盖这种结构。

拉索在实际工程中采用钢绞线,只承受拉力,在这里可等效为三维桁架单元。桁架单元是只能承受拉伸或者压缩荷载的杆件,它们不能承受弯曲。本模型中的拉索采用Abaqus单元库里的桁架单元T3D2模拟,这种单元为三维两节点的线性单元,只能承受拉压两种荷载,与实际受力状态相符。


3、拱形屋顶荷载及连接

在所有模型中,均考虑全跨均布荷载和半跨均布荷载,且等效为波纹拱的体力(body force),使其分布更均匀(图5)。除此之外,所有模型中拉索中部花篮螺栓所施加的预应力等效为螺栓的预紧力(bolt load)。

根据实际做法,拱形波纹钢屋盖结构支座一般简化成铰接,即仅向下传递垂直力和水平推力。

同样,拉索与拱形波纹钢屋盖的连接处也可简化为铰接连接。值得注意的是,在实际工程中,为了减小拉索与波纹拱连接处的应力集中,可在拱板外侧沿纵向设置槽钢或角钢且与咬边处连接。拉索与拱板上的纵向槽钢或角钢连接,起到分散荷载的作用[]。本文为建模方便,暂未考虑这一措施。

图5 全跨均布荷载等效为全跨体力.png

4、拱形屋顶风荷载分析方法

由于拱形波纹钢屋盖结构的刚度较小,在外荷载作用下结构会产生大变形,从而引起结构的刚度发生变化,因此在分析中必须考虑结构的几何非线性。

本文直接采用ABAQUS6.4中的Riks,General模块,在同时考虑材料和几何非线性的前提下,计算波纹拱在竖向荷载作用下的承载力及破坏模态,并找出跨中竖向位移与外载之间的曲线关系。

根据内拉式增强方案的结构特点(如图3),本文取4片波纹单拱为一个计算单元。图6为采用Abaqus6.4 建立的有限元模型。

发表评论

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

© Copyright 广东杰达太空瓦建筑有限公司 @ 2020 sitemap