一、典型管桁架工程介紹
市某體育場鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程有各種不同種類的鋼桁架需要吊裝,由于篇幅有限,故本文選取一個具有代表性的,且吊裝難度較大的鋼桁架進(jìn)行吊點(diǎn)選擇的研究,并進(jìn)行強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算,對其他規(guī)格的鋼桁架吊裝也有一定的參考價(jià)值。經(jīng)過
比較,zui終,選取了位于體育場短向鋼屋蓋的管桁架進(jìn)行吊點(diǎn)選擇的研究,起吊管桁架約高11m,寬1m,長約42.75m,重約17t。管桁架上弦桿采用 ,下弦桿采用 ,腹桿采用 ,上弦斜桿、連桿均采用 ,所有桿件均為熱軋無縫鋼管,采用 ,軸向受壓構(gòu)件的界面類型為a類。
二、管桁架吊點(diǎn)選擇
管桁架采用四吊點(diǎn)起吊,由于需計(jì)算出管桁架不同吊點(diǎn)下的能量,在ANSYS有限元軟件中,設(shè)置管桁架構(gòu)件的單元類型為beam4。
吊點(diǎn)布置在上弦,以管桁架折現(xiàn)為界,將上弦節(jié)點(diǎn)分成兩組,管桁架左側(cè)為一組,管桁架右側(cè)為一組,共計(jì)100種組合計(jì)算。
三、管桁架吊裝驗(yàn)算
采用上文求得的zui佳吊點(diǎn),在ANSYS有限元軟件中建立管桁架起吊驗(yàn)算計(jì)算模型,在計(jì)算模型中桿件采用Link8空間桿單元模擬,吊索采用只受拉不受壓的Link10單元模擬,節(jié)點(diǎn)引起的結(jié)構(gòu)自重1.1倍增大系數(shù),并考慮1.3倍動力系數(shù)。
管桁架吊裝單元zui大拉應(yīng)力出現(xiàn)在腹桿上,應(yīng)力值為22.5N/mm2,小于鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值310N/mm2;桿件zui大壓應(yīng)力出現(xiàn)在腹桿上,應(yīng)力值為21.1N/ mm2,小于鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值310N/mm2。桿件zui大軸壓力計(jì)算值為116.5 N/ mm2,小于所有類型桿件的穩(wěn)定承載力zui不利設(shè)計(jì)值。管桁架吊裝的zui大豎向位移出現(xiàn)在下弦桿跨中節(jié)點(diǎn),位移值為30.1mm,小于結(jié)構(gòu)允許的zui大撓度,及跨度的1/400(106.9mm)。
四、結(jié)論
通過應(yīng)用應(yīng)變能方法對天津市某體育場鋼結(jié)構(gòu)施工管桁架吊裝吊點(diǎn)的選擇,驗(yàn)算其強(qiáng)度、穩(wěn)定性和撓度,可得出以下結(jié)論:
(1)在ANSYS有限元軟件中,應(yīng)用參數(shù)化語言可以快速得到管桁架吊裝的zui佳吊點(diǎn),比傳統(tǒng)的吊點(diǎn)選擇方法更為科學(xué)、合理;
(2)建立模型驗(yàn)算管桁架的吊裝,構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性,管桁架的撓度均符合要求;
(3)可以在管桁架吊裝吊點(diǎn)選擇上推廣該方法。