轻型门式刚架转角节点性能有限元研究

(整期优先)网络出版时间:2014-09-19
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轻型门式刚架转角节点性能有限元研究

董晨

董晨

徐州中煤百甲重钢科技有限公司江苏徐州221000

[摘要]轻型门式刚架转角节点的受力情况是复杂的,试验性研究需要花费研究人员大量的精力,有限元模型可以完全模拟节点的3D特性,在轻型门式刚架转角节点性能研究中具有很大优势,本文主要分析了门式刚架半刚性节点的刚度,同时利用ANSYS有限元程序对数据进行分析,指出轻型门式刚架转角节点的初始刚度和屈服刚度成正比。

[关键词]门式刚架;有限元方法;转角节点

1引言

国外多年来在轻钢结构的研究方面,做出了大量卓有成效的工作,并且轻钢这几年得到了国内的广泛应用。在我国,由于各种各样的原因,使得轻钢结构研究起步较晚,相应的技术规范,编制的程序是落后的,大多数设计师钢结构知识结构比较陈旧,且受传统钢结构设计思路的影响,使得目前我国钢结构设计中,的用钢量高于国外同类结构。同时我国轻钢结构的理论和试验研究尚不够深入,有以下几个问题:一,实验代价高,不易在短期内积累系统的数据;第二,虽然实验研究是非常重要的,但它的节点力之间的实际差异仍然存在,且它在力变形和螺栓承载力方面所面临的压力测量的数据信息非常有限,而且一些节点的数据也是难以测量的。因此,轻型门式刚架转角节点性能进行研究,具有现实意义和实用价值。

2有限元方法的概述

有限元方法是目前在近似的数值分析方法中使用的重要方法之一,主要利用矩阵数列等数学工具,分析庞大的数据信息,进行数据计算,数据分布具有很强的规律性,因此目前多采用编制计算机程序,来进行庞大的数据处理工作,通常来说,需要一定前提条件下来分析数据的近似性,但是随着离散化网格的不断细化,计算机计算精度不断发展,有限元方法越来越受到重视,由于有限元方法能够很好的和计算机技术结合起来,因此,随着计算机硬软件技术的飞速发展,有限元分析技术得到了越来越多的应用,在钢结构节点受力方面,需要进行庞大的数据计算,从这方面来看,有限元方法,能够很好的对钢结构的节点受力问题进行研究分析。

3有限元方法在解决半刚性节点受力的优势

有限元方法通过对大量数据集的计算分析,可以通过对各个节点参数的控制,测算出各个节点参数对节点性能的影响程度,同时通过有限元方法还可以进行半刚性节点受力参数的研究,然后综合多种受力因素,对整个节点受力情况进行进一步的研究分析,同时使用计算机技术,可以通过建立有限元模型,进行3D数据节点模拟,能够更好的对数据进行分析,大大降低实验研究的成本。因此,本文以有限元分析作为轻型门式刚架转角节点性能研究的主要方法。

4轻型门式刚架转角节点性能研究

本文对轻型门式刚架转角节点性能进行研究,通过对五组构件进行数据实验,得出以下结构数据。

作者简介:董晨,男1980年11月,江苏徐州,中国矿业大学学士,现就职于徐州中煤百甲重钢科技有限公司,研究方向:钢结构设计