铸钢节点有限元分析计算书

铸钢节点有限元分析计算书
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铸钢节点有限元分析计算书

目录

1 分析软件 (1)

2 节点基本概况 (1)

2.1 铸钢节点材料基本性能 (1)

2.1.1 铸钢节点材料基本性能 (1)

2.1.2材料本构关系 (1)

2.2 节点分布概况 (2)

3 铸钢节点一有限元分析 (3)

3.1 节点概况 (3)

3.1.1 节点概况 (3)

3.1.2 内力选取 (4)

3.2单元选取及网格划分 (4)

3.3 边界条件和荷载作用 (5)

3.4 弹性分析结果 (6)

3.4.1应力云图 (6)

3.4.2变形云图 (6)

3.5 弹塑性极限承载力分析 (7)

4 铸钢节点二有限元分析 (9)

4.1 节点概况 (9)

4.1.1 节点概况 (9)

4.1.2 内力选取 (10)

4.2单元选取及网格划分 (12)

4.3边界条件和荷载作用 (12)

4.4 弹性分析结果 (13)

4.4.1 应力云图 (13)

4.4.2变形云图 (13)

4.5弹塑性极限承载力分析 (14)

5铸钢节点三A有限元分析 (15)

5.1 节点概况 (15)

5.1.1 节点概况 (15)

5.1.2 内力选取 (16)

5.2单元选取及网格划分 (17)

5.3边界条件和荷载作用 (18)

5.4 弹性分析结果 (19)

5.4.1 应力云图 (19)

5.4.2变形云图 (19)

5.5弹塑性极限承载力分析 (19)

6铸钢节点三B有限元分析 (20)

6.1 节点概况 (20)

6.1.1 节点概况 (20)

6.1.2 内力选取 (21)

6.2单元选取及网格划分 (22)

6.3边界条件和荷载作用 (22)

6.4弹性分析结果 (23)

6.4.1 应力云图 (23)

6.4.2 变形云图 (23)

6.5 弹塑性极限承载力分析 (24)

1 分析软件

对内蒙古赛马场铸钢节点进行有限元分析,采用大型通用有限元分析软件ABAQUS进行。

ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件之一,可以分析复杂的固体力学、结构力学系统,特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。在非线性分析中,ABAQUS 能自动选择相应载荷增量和收敛限度。它不仅能够选择合适参数,而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效的得到精确解。

2 节点基本概况

2.1 铸钢节点材料基本性能

2.1.1 铸钢节点材料基本性能

材质符合《铸钢节点应用技术规范》中G20Mn5QT的相关规定,其化学成分与力学性能应符合下表规定:

经调质热处理后,铸钢件的力学性能应达到下表要求:

2.1.2材料本构关系

在ABAQUS中材料的塑性本构需输入真应力—塑性应变数据,其转换公式如下所示:

名义应变与真实应变的相关关系

ln(1)true nom εε=+

名义应力与真实应力的相关关系

(1)true nom nom σσε=+

塑性应变:

true

pl true el true E σεεεε=-=-

根据以上的转换公式得的真实应力—塑性应变曲线

G20Mn5QT 钢的弹性模量2.06×105N/mm 2,泊松比为0.3,在ABAQUS 中输入的G20Mn5QT 真应力—塑性应变曲线如下。

G20Mn5QT 钢真应力—塑性应变曲线

2.2 节点分布概况

3 铸钢节点一有限元分析

3.1 节点概况

3.1.1 节点概况

该节点位于两个方向倒三角桁架交汇的支座处,对整体安全性起重要的作用,并且为多杆连接节点,边界及受力均较为复杂,需对其进行有限元分析。

节点三维轴测图

表3-1 杆件规格表

单元号 构件规格 材质

5347 P650x30 G20Mn5QT 5370 P900x30 G20Mn5QT 7312 P325x14 G20Mn5QT 7313

P325x14

G20Mn5QT

5370

7315

7313

5347

731

16261

7312

施加在铸钢节点上的力通过midas软件从整体结构中提取,根据内力组合原则选取节点处的控制组合,具体提取的内力如下表所示:

表3-2 荷载工况下杆件的内力

由于所选节点形状较为复杂,采用自由网格划分技术对节点进行网格划分,

单元选取Tet(四面体)线性单元C3D4。。

在保证求解精度的条件下,减小计算代价,采取以下措施:划分网格时,对节点相贯及较细管径等部位进行了网格细分,以保证求解精度;对于非相贯区及较粗管径采用较大尺寸网格,以保证运行速度。

图3-1 有限元网格模型

3.3 边界条件和荷载作用

边界:在铸钢件与底板接触的截面施加完全固定约束。

荷载:集中力和集中弯矩施加于钢管端面的中心点参考点,该中心参考点通过与钢管端面绑定刚体约束,将集中力和集中弯矩均匀地传递给管壁实体。

图3-2 铸钢件边界及荷载施加图3.4 弹性分析结果

3.4.1应力云图

CB49下的铸钢件应力云图

3.4.2变形云图

CB49下的铸钢件变形云图

从Von Mise应力云图可知,在一倍设计荷载下铸钢件最大应力为211.0MPa,具有一定的安全储备。从铸钢件的变形图可以看出节点位移很小,最大为0.9mm,说明该铸钢节点具有较大刚度。

3.5 弹塑性极限承载力分析

根据《铸钢节点应用技术规范》,通过弹塑性有限元分析可得到节点的极限承载力,钢材本构按理想弹塑性,屈服强度为300MPa,弹性模量2.06×105N/mm 2,泊松比为0.3;钢材弹塑性本构根据前述应力—塑性应变曲线确定。破坏荷载施加方式为所有杆端力均逐步增加,直至节点破坏。

极限荷载下铸钢件应力云图

从所得构件荷载-位移全过程曲线可得到相应极限承载力。

荷载作用全过程荷载—位移曲线

上图中横坐标“荷载倍数”x代表含义为:施加构件实际受力x倍大小的力,纵坐标y代表含义为:某结点在相应荷载下产生的位移量y。实际选取的结点为铸钢节点达到极限承载力时应力最大的点。

从图中我们可以看出,当施加的荷载达到实际受力4倍以上时,节点位移

发生突变,即铸钢节点极限承载力为设计荷载值的4倍,其值大于3倍的设计承载力,满足规范要求。

4 铸钢节点二有限元分析

4.1 节点概况

4.1.1 节点概况

该节点位于结构主要部位,对整体安全性起重要的作用,并且为多杆连接节点,受力复杂,需对其进行有限元分析。

4.1.2 内力选取

施加在铸钢节点上的力通过midas软件从整体结构中提取,根据内力组合原则选取节点处的控制组合,具体提取的内力如下表所示。

表4-2 荷载工况下杆件的内力

4.2单元选取及网格划分

由于所选节点形状较为复杂,采用自由网格划分技术对节点进行网格划分,单元选取Tet(四面体)二次单元C3D4,以提高求解精度。

由于有限元模型中采用了二次单元后,往往会增加程序计算时间,在保证求解精度的条件下,减小计算代价,采取以下措施:划分网格时,对节点相贯等重要部位进行了网格细分,以保证求解精度,对与不重要的部位采用较粗网格进行计算。

图4-1 有限元网格模型

4.3边界条件和荷载作用

在节点分析时的边界约束可认为刚接。

根据上述内力取值施加。

图4-2 铸钢件边界约束条件4.4 弹性分析结果

4.4.1 应力云图

CB32下的节点整体应力云图

4.4.2变形云图

CB32下的节点变形云图

从节点Von Mise应力云图可知,在一倍设计荷载下节点应力最大处为281.8MPa,具有一定的安全储备。从节点的变形图可以看出节点位移很小,最大为1.86mm,说明该铸钢节点具有较大刚度。

4.5弹塑性极限承载力分析

根据《铸钢节点应用技术规范》,通过弹塑性有限元分析可得到节点的极限承载力,钢材本构按理想弹塑性,屈服强度为300MPa,弹性模量2.06×105N/mm 2,泊松比为0.3;钢材弹塑性本构根据前述应力—塑性应变曲线确定。破坏荷载施加方式为所有杆端力均逐步增加,直至节点破坏。

极限荷载下节点整体应力云图

荷载作用全过程荷载—位移曲线

上图给出了铸钢节点杆件在1到10倍设计荷载下节点极限承载力,从图中我们可以得出极限承载力为设计荷载值的4倍,其值大于3倍的设计承载力,铸钢节点承载力满足规范要求。

5铸钢节点三A 有限元分析

5.1 节点概况

5.1.1 节点概况

该节点位于结构主要部位,对整体安全性起重要的作用,并且为多杆连接

节点三维轴测图

表5-1 杆件规格表

5.1.2

施加在铸钢节点上的力通过midas软件从整体结构中提取,根据内力组合原则选取节点处的控制组合,具体提取的内力如下表所示。

表5-2 荷载工况下

雨棚计算书

钢筋场雨棚棚检算书 1.钢筋场雨棚设计: 雨棚采用轻钢屋面结构,共设4跨,跨度22.5m,进深25m。立柱间距6.25m。立柱采用,160mm φ厚度的钢管。纵梁采用22号工字钢。屋面拱架采用钢管桁架,屋面板采用蓝色钢板。立柱基础利用混凝土料仓隔墙,立柱与基础连接采用地脚螺栓连接.立柱顶部与纵梁采用焊接连接.具体布置形式见附图. mm 850Φ20C 2.雨棚检算: 主要验算雨棚的抗风性能即立柱抗拔能力,是否能满足要求。选取雨棚侧面一个立柱间距进行检算。 ①采用ANSYS 进行模型建立:钢管柱可简化为梁(beam3);其实常数(Real): 222220038.0))008.0216.0(16.0(4 141592654 .3)(4 m d D A =×??×= ?×= π 4544441060)144.016.0(32 )(32 m d D I ?×=?×= ?= π π m h 16.0= ②主拱架采用梁单元BEAM3,内部连杆采用杆构件单元link1参数如下: 主拱架: 222220004.0))003.0205.0(05.0(4 141592654 .3)(4 m d D A =×??×=?×= π 4744441046.2)044.005.0(32 )(32 m d D I ?×=?×= ?= π π m h 05.0= 内部连接杆: 222220004.0))003.0205.0(05.0(4 141592654 .3)(4 m d D A =×??×= ?×= π ③材料参数: 弹性模量: MPa EX 11102×=泊松比:17.0=ν ④约束:钢管柱底部简化为固定端约束。 ⑤荷载计算: a.桂林地区基本风压值为: 2/35.0m kN

10吨吊车梁计算书

10吨吊车梁计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

----------------------------------------------------------------------------- | 简支焊接工字型钢吊车梁设计输出文件 | | 输入数据文件:10 | | 输出结果文件: | | 设计依据:建筑结构荷载规范GB50009-2001 | | 钢结构设计规范GB50017-2003 | | 设计时间: 2016年 8月 4日 | ----------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- | 吊车数据:(除注明外,重量单位为 t;长度单位为 m) | |---------------------------------------------------------------------------| |序号起重量工作级别一侧轮数 Pmax Pmin 小车重吊车宽度轨道高度 | |---------------------------------------------------------------------------| | 1 10 电动单梁 2 | | 卡轨力系数α: | | 轮距: | ----------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- | 输入数据说明: | | Lo: 吊车梁跨度 | | Lo2: 相邻吊车梁跨度 | | SDCH: 吊车台数 | | DCH1: 第一台的序号 | | DCH2: 第二台的序号(只有一台时=0) | | KIND: 吊车梁的类型,/1无制动结构/2制动桁架/3制动板/ | | IG1: 钢材钢号,/ | | IZXJM:自选截面/1.程序自动选择截面/0.验算截面/ | | | | H: 吊车梁总高 | | DB: 腹板的厚度 | | B: 上翼缘的宽度 | | TT: 上翼缘的厚度 | | B1: 下翼缘的宽度 | | T1: 下翼缘的厚度 | | D1: 连接吊车轨道的螺栓孔直径 | | D2: 连接制动板的螺栓孔直径 | | E1: 连接轨道的螺栓孔到吊车梁中心的距离 | | E2: 连接制动板的螺栓孔到制动板边缘的距离 | | | ----------------------------------------------------------------------------- ===== 输入数据 ===== Lo Lo2 SDCH DCH1 DCH2 KIND IG1 IZXJM 2 1 1 1 16 0

有限元分析复习内容汇总

1、有限元是近似求解一般连续场问题的数值方法 2、有限元法将连续的求解域离散为若干个子域,得到有限个单元,单元和单元之间用节点连接 3、直梁在外力的作用下,横截面的内力有剪力和弯矩两个. 4、平面刚架结构在外力的作用下,横截面上的内力有轴力、剪力、弯矩 . 5、进行直梁有限元分析,平面刚架单元上每个节点的节点位移为挠度和转角 6、平面刚架有限元分析,节点位移有轴向位移、横向位移、转角。 7、在弹性和小变形下,节点力和节点位移关系是线性关系。 8、弹性力学问题的方程个数有15个,未知量个数有15个。 9、弹性力学平面问题方程个数有8,未知数8个。 10、几何方程是研究应变和位移之间关系的方程 11、物理方程是描述应力和应变关系的方程 12、平衡方程反映了应力和体力之间关系的 13、把经过物体内任意一点各个截面上的应力状况叫做一点的应力状态 14、9形函数在单元上节点上的值,具有本点为_1_.它点为零的性质,并且在三角形单元的任一节点上,三个行函数之和为_1_ 15、形函数是_三角形_单元内部坐标的_线性_函数,他反映了单元的_位移_状态 16、在进行节点编号时,同一单元的相邻节点的号码差尽量小. 17、三角形单元的位移模式为_线性位移模式_- 18、矩形单元的位移模式为__双线性位移模式_ 19、在选择多项式位移模式的阶次时,要求_所选的位移模式应该与局部坐标系的方位无关的性质为几何_各向同性 20、单元刚度矩阵描述了_节点力_和_节点位移之间的关系 21、矩形单元边界上位移是连续变化的 1. 诉述有限元法的定义 答:有限元法是近似求解一般连续场问题的数值方法 2. 有限元法的基本思想是什么 答:首先,将表示结构的连续离散为若干个子域,单元之间通过其边界上的节点连接成组合体。其次,用每个单元内所假设的近似函数分片地表示求解域内待求的未知厂变量。 3. 有限元法的分类和基本步骤有哪些 答:分类:位移法、力法、混合法;步骤:结构的离散化,单元分析,单元集成,引入约束条件,求解线性方程组,得出节点位移。 4. 有限元法有哪些优缺点 答:优点:有限元法可以模拟各种几何形状复杂的结构,得出其近似解;通过计算机程序,可以广泛地应用于各种场合;可以从其他CAD软件中导入建好的模型;数学处理比较方便,对复杂形状的结构也能适用;有限元法和优化设计方法相结合,以便发挥各自的优点。 缺点:有限元计算,尤其是复杂问题的分析计算,所耗费的计算时间、内存和磁盘空间等计算资源是相当惊人的。对无限求解域问题没有较好的处理办法。尽管现有的有限元软件多数使用了网络自适应技术,但在具体应用时,采用什么类型的单元、多大的网络密度等都要完全依赖适用者的经验。 5. 梁单元和平面钢架结构单元的自由度由什么确定 答:由每个节点位移分量的总和确定 6. 简述单元刚度矩阵的性质和矩阵元素的物理意义 答:单元刚度矩阵是描述单元节点力和节点位移之间关系的矩阵 单元刚度矩阵中元素aml的物理意义为单元第L个节点位移分量等于1,其他节点位移分量

有限元分析

彭彭 (沈阳化工大学机械工程学院,辽宁沈阳110142) 1 研究的目的和意义 2 建立桥梁检测车检测臂模型 本次设计是对桥梁检测车检测臂进行静力和动力分析。在分析过程中用到的所有数据及参数均参考有关规范。 钢桁架(steel truss )用钢材制造的桁架工业与民用建筑的屋盖结构吊车梁、桥梁和水工闸门等,常用钢桁架作为主要承重构件。各式塔架,如桅杆塔、电视塔和输电线路塔等,常用三面、四面或多面平面桁架组成的空间钢桁架。本文中采用四面桁架[4]。 检测臂为平行弦杆结构全长10米,上弦杆和下弦杆长度均为1米,截面均为直径10cm圆截面,如图2-1、2-2。 图2-1桥梁检测车工作臂结构示意图 本文研究的是整个工作臂结构中的水平部分,这部分是带有伸缩功能的臂架结构,是工作臂中主要的承重部分。

图2-2检测臂平面图 图2-3 检测臂立体图 2.2单元介绍 2.2.1 BEAM188单元描述 BEAM188 —三维线性有限应变梁单元 单元描述: BEAM188单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构。该单元基于铁木辛哥梁结构理论,并考虑了剪切变形的影响[5]。BEAM188是三维线性2节点梁单元,每个节点有六或七个自由度,自由度个数取决于KEYOPT(1)的值。当KEYOPT(1)=0(缺省)时,每个节点有六个自由度:节点坐标系的x、y、z 方向的平动和绕x、y、z轴的转动。当KEYOPT(1)=1时,每个节点有七个自由度,这时引入了第七个自由度(横截面的翘曲)。本单元非常适合于线性、大角度转动和/或非线性大应变问题。当NLGEOM打开(ON)时,BEAM188缺省考虑应力刚化效应。应力刚化选项使本单元能分析弯曲、横向及扭转稳定性问题。 下面是BEAM188单元的示意图

悬挑雨棚设计计算书

厂房雨棚结构设计计算书 一、工程概况 本设计是雨棚结构设计,为组合梁悬挑结构,悬挑宽度3.7米,根部为锚固端。根据实际使用情况,荷载计算不考虑风载;只考虑重力荷载及雨棚雪荷载。单元格计算宽度按照1m计算。 二、荷载计算 1、雪荷载标准值S k =μz S 0=0.3 KN/m2 2、恒载 铝塑板:45.7*2=0.0914 KN/m2 钢龙骨及支撑=0.19 KN/m2 60*30*2方管龙骨:3.7m*2*2.826kg/m=20.90kg 30*30*2方管龙骨:15.9m*1.884kg/m=29.96kg 相当于均布荷载q=0.0194+(20.9+29.96)*10/1000/3.7=0.157 KN/m2 三、荷载组合计算 雪荷载按洞口面积占构架轮廓面积的比率取0.7的系数折减并按照均布荷载计算。 恒+活(雪):q=1.2*0.157+1.4*0.3*1=0.608 KN/m 四、内力计算 1、内力计算模型见附图1。 按照悬臂梁弯矩计算公式:

最大弯矩M max=-1/2 ql2 =-0.5*0.608*3.72 =4.16KN*M 最大剪力V max= ql=0.608*3.7=2.25KN 五、截面验算 60*30*2组合钢梁有关截面特性计算结果如下: 断面面积:A=3.44cm2 *2=6.88 cm2 截面惯性距(单根龙骨)I0=(60*303-56*263)/12=52978.7mm4 I x=2(I0+A*y2)=2(52978.7+344*200*200)=2.76*107 mm4 截面抵抗距I x=2.76*107/215=1.28*105mm3 1、梁强度验算 σMAX=M max/(γ*w)=4.16*106/(1.05*128*103)=30.95<[f]=215满足要求。 τmax= V max/A=2.25*1000/688=3.27<[τ]=125N/mm2满足要求。 2、梁刚度验算: 根据扰度变形有关计算公式 梁变形f=ql4/(8*E*I) =0.125*0.608*37004/(206*1000*2.76*107) =25.05mm<37mm=l*1/100 满足要求。 六、螺栓及焊缝验算: 1、螺栓连接梁端部连接采用螺栓连接,梁端最大弯矩25.15KN*M 则上排螺栓最大平均拉力:

T形接头承载能力有限元分析

T形接头承载能力有限元分析 四川神坤装备股份有限公司王大春龙林 摘要:本文采用有限元方法,分析了角焊缝焊接接头的承载能力。结果发现:接头受正拉力时,角焊缝接头的承载能力与焊角尺寸成正比;在接头受压力时,装配间隙对接头承受压力载荷有一点的影响;接头角焊缝的形状对其破断面位置和承载能力有较大的影响。 1 引言 液压支架是大形煤矿综采设备的主要设备,约占综采设备总投资的70﹪,主要由高强度钢板焊接而成,角焊缝T形接头是其结构中最普遍的接头形式,约占总焊缝的90﹪。T形接头的角焊缝形式十分复杂,焊缝中应力分布极不均匀,其破断面位置及其承载能力与焊缝形状和外载荷的作用方向有很大关系。角焊缝的强度测试目前尚无统一的标准,强度试验也比较困难。目前工程上比较通用的计算方法是采用国际焊接学会推荐的角焊缝折合应力公式,该公式假设了破断面与底板成45°角,而实际破断面的位置与接头载荷方向和焊缝的应力状态有很大的关系,与假设的破断面位置会有很大差异。为了更准确的计算复杂角焊缝的强度和应力分布,本文采用大型通用有限元分析软件对T形接头角焊缝的破断面位置和承载能力进行了分析,为优化焊接结构的设计和焊缝的选择提供借鉴。 2 有限元模型 有限元模型对分析结果的准确性和计算速度有很大作用。 2.1 材料模型 由于角焊缝接头结构复杂,应力分布极不均匀,不易通过试验获得材料本构关系。本文材料性能采用对接接头的拉伸性能来获得,见表1,本文不考虑焊缝与母材的材料不均匀性,接头母材为Q690,焊丝为80kg级高强钢专用焊丝。 表1 材料真应力与真塑性应变 本文材料模型包括了接头颈缩前的本构关系,颈缩后不考虑材料硬化性能(即此后应变

吊架计算书

工程设计计算书 工程名称上海世博会演艺中心水上漂浮表演平台吊装钢桁架工程 工程编号SCWD/10-008D 设计阶段施工图 计算题目吊装钢格架结构内力及变形计算 项目负责人(设计负责人)年月日计算人年月日校对人年月日审核人年月日 上海中交水运设计研究有限公司 年月日

一、计算模型 采用Autodesk Robot 2009软件进行有限元计算。根据吊架结构,将其作为三维模型计算,计算模型示意图如下: a模型俯视图 b模型俯视图(局部) c模型正视图 d模型正视图(局部)

e模型侧视图 f模型三维图 图1 吊架结构内力计算模型示意图 按照四点吊考虑,吊点位置分别距吊架两端10.0m,并且左右对称,吊高13.7m(钢丝绳与吊架平面呈45o角)。主要构件尺寸详见设计图纸。 二、计算荷载 1. 吊物自重 1)吊物全重20t,总计吊点数量20个,则换算至每个吊点上的竖向集中荷载为:P1=20×10/20=10(kN)。 2)考虑到吊运时的动载作用,将吊物自重乘以动力系数1.30。 3)吊物自重组合计算时取作用分项系数为1.20。

2. 吊架自重 1)吊架结构自重由软件自动计算得出,全重约32T。 2)考虑到吊运时的动载作用,将吊架自重乘以动力系数1.30。 3)吊架自重组合计算时取作用分项系数为1.20。 3. 附加荷载 1)吊运时考虑钢丝绳在吊点处对主梁上吊点间部分的轴向挤压作用。 2)轴向附加荷载根据起吊重量及钢丝绳与主梁间夹角计算。 4. 吊架结构荷载计算模型示意图 图2 吊架结构内力计算荷载示意图

1. 计算结果示意图 图3 吊架结构挠度计算结果 图4 吊架结构内力计算结果2. 计算结果汇总 表1 吊架结构内力计算结果汇总表

螺栓连接的有限元分析

1 概述 螺栓是机载设备设计中常用的联接件之一。其具有结构简单,拆装方便,调整容易等优点,被广泛应用于航空、航天、汽车以及各种工程结构之中。在航空机载环境下,由于振动冲击的影响,设备往往产生较大的过载,对作为紧固件的螺栓带来强度高要求。螺栓是否满足强度要求,关系到机载设备的稳定性和安全性。 传统力学的解析方法对螺栓进行强度校核,主要是运用力的分解和平移原理,解力学平衡方程,借助理论和经验公式,理想化和公式化。没有考虑到连接部件整体性、力的传递途径、部件的局部细节(如应力集中、应力分布)等等。通过有限元法,整体建模,局部细化,可以弥补传统力学解析的缺陷。用有限元分析软件MSC.Patran/MSC.Nastran提供的特殊单元来模拟螺栓连接,过程更方便,计算更精确,结果更可靠。因此,有限元在螺栓强度校核中的应用越来越广泛。 2 有限元模型的建立 对于螺栓的模拟,有多种模拟方法,如多点约束单元法和梁元法等。 多点约束单元法(MPC)即采用特殊单元RBE2来模拟螺栓连接。在螺栓连接处,设置其中一节点为从节点(Dependent),另外一个节点为主节点(Independent)。主从节点之间位移约束关系使得从节点跟随主节点位移变化。比例因子选为1,使从节点和主节点位移变化协调一致,从而模拟实际工作状态下,螺栓对法兰的连接紧固作用。 梁元法模拟即采用两节点梁单元Beam,其能承受拉伸、剪切、扭转。通过参数设置,使梁元与螺栓几何属性一致。 本文分别用算例来说明这两种方法的可行性。 2.1 几何模型 如图1所示组合装配体,底部约束。两圆筒连接法兰通过8颗螺栓固定。端面受联合载荷作用。

吊车计算书

鼎轩钢结构工程南通有限公司 吊装计

—一:起重机的选型 1:起重力 起重机的起重力C W Q1+Q2 Q—构件的重量,本工程柱子分两级吊装,下柱重量为30吨,上柱 7.5 吨。 Q2帮扎索具的重量。取2吨 Q=32+2=34屯 2:起重高度 起重机的起重高度为H三h i+h2+h3+h4 式中h i---安装支座表面高度(M),柱子吊装不考虑该内容. H 2---安装间隙,视具体情况定,一般取0.3 —0.5米 H 3帮扎点至构件吊起后地面距离(M); H 4吊索高度(m),自帮扎点至吊钩面的距离,视实际帮扎情况定. 下柱长30.3米.上柱长9.1米 上柱:H=0.3+30.3+3=33.6 米,下柱:H=0.5+30.3+9.1+3=43.9 米3:回转半径 R=b+Lcon a b—起重臂杆支点中心至起重机回转轴中心的距离. L; a分别为所选择起重机的臂杆长度和起重机的仰角 R=16.32米,主臂长选用54.8米 根据求出的Q;H;R查吊机性能表,采用150吨履带吊,其性能能满足吊

装上下柱的要求,在回转半径16米,主臂长54.8米时可吊装35吨二:履带式起重机稳定性计算 1:起重机不接长稳定性计算 履带式起重机采用不原起重臂杆稳定性的最不利情况为车身与履带 成90度,要使履带中心点的稳定力矩Mr大于倾覆力矩Mou,并按下列条件核算. 当考虑吊装荷载以及所有附加荷载时: K1= Mr/Mou= 〔GL1+GL2+GLHG h+Gh2+Gh0+Gh3)sin [3 -G s L s+M+Mg+M〕/(Q+q)(R-L2) > 1.15 只考虑吊装荷载,不考虑附加荷载时: K 2=Mr/Mou=(GL1+GL2+GL o-G3L3)/(Q+q)(R-L 2) > 1.4 式中:G1 -起重机机身可转动部分的重力,取451KN G 2---起重机机身不转动部分的重力,取357KN G 0—平衡重的重力,取280KN G 3---起重臂重力,取85.1KN Q---- 吊装荷载(包括构件重力和索具重力) q---- 起重滑车组的重力 L1—G重心至履带中心点的距离 L2—G重心心至履带中心点的距离 L3—G重心到履带中心点的距离 L0—G重心到履带中心点的距离 H—G重心到地面的距离 2.33 米

068-汽车车身节点有限元分析

汽车车身节点有限元分析 罗伟周定陆 长安汽车股份有限公司汽车工程研究院

汽车车身节点有限元分析 Finite Element Analysis for Joints of Car Body 罗伟 周定陆 (长安汽车股份有限公司汽车工程研究院) 摘 要:本文对车身的A 、B 、C 、D 节点,借助MSC.Nastran 软件,进行了刚度分析,得 到了各节点的刚度值,对了解车身的刚度和改进结构提供了依据 关键词: 汽车 车身 节点 刚度 有限元分析 Abstract :Applying the MSC.Nastran, the A 、B 、C 、D 、joints of the car body is analyzed and the stiffness of each joints is got. The analysis can help to find out the s tiffness of car body and improve the structure of car body. Key words: Automobile ,Body ,Joint, stiffness ,finite element analysis 1 概述 车身的A 、B 、C 、D 节点分别位于A 柱的上根部、B 柱的上根部、B 柱的下根部以及C 柱的上根部(如图1所示),这4个节点的刚度对于车身的刚度、模态及振型都有很大的影响。在车身设计和改进过程中,了解这些节点的刚度值,对于提高设计质量,改善车身结构都有很大的益处。实际上,即使样车制造出来后,要想获得这几个节点的刚度也是不容易的。反复的试验过程

玻璃雨棚计算书

巴东县山城汽车商贸中心商住楼幕墙工程 玻璃雨篷 设计计算书 设计: 校对: 审核: 批准: 武汉创高幕墙装饰工程有限责任公司 二〇一五年六月五日

目录 1 计算引用的规范、标准及资料 (1) 1.1 幕墙及采光顶相关设计规范: (1) 1.2 建筑设计规范: (1) 1.3 玻璃规范: (1) 1.4 钢材规范: (2) 1.5 胶类及密封材料规范: (2) 1.6 相关物理性能等级测试方法: (3) 1.7 《建筑结构静力计算手册》(第二版) (3) 1.8 土建图纸: (3) 2 基本参数 (3) 2.1 雨篷所在地区 (3) 2.2 地面粗糙度分类等级 (3) 3 雨篷荷载计算 (3) 3.1 雨篷的荷载作用说明 (3) 3.2 风荷载标准值计算 (4) 3.3 风荷载设计值计算 (6) 3.4 雪荷载标准值计算 (6) 3.5 雪荷载设计值计算 (6) 3.6 雨篷面活荷载设计值 (7) 3.7 雨篷构件恒荷载设计值 (7) 3.8 选取计算荷载组合 (7) 4 雨篷杆件计算 (8) (8) 4.1 悬臂梁的受力分析 (9) 4.2 选用材料的截面特性 (9) 4.3 梁的抗弯强度计算 (9) 4.4 梁的挠度计算 (10) 5 雨篷焊缝计算 (10) 5.1 受力分析 (10) 5.2 焊缝校核计算 (11) 6 玻璃的选用与校核 (11) 6.1 玻璃板块荷载组合计算 (12) 6.2 玻璃板块荷载分配计算 (12) 6.3 玻璃的强度计算 (13) 6.4 玻璃最大挠度校核 (14) 7 雨篷埋件计算(粘结型化学锚栓) (14) 7.1 校核处埋件受力分析 (15) 7.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算 (15) 7.3 群锚受剪内力计算 (16) 7.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算 (16) 7.5 锚栓钢材受剪破坏承载力计算 (17) 7.6 拉剪复合受力承载力计算 8 附录常用材料的力学及其它物理性能 (18)

钢筋溷凝土雨蓬计算书

雨蓬计算书一、基本资料 1.设计规范: 《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001) 《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002) 《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)2.设计参数: 几何信息 类型: 雨篷 梁宽b b: 250mm 梁高h b: 450mm 挑板宽L: 1000mm 梁槛高h a: 0mm 梁槛宽b a: 0mm 墙厚b w: 250mm 板下沉h0: 100mm 板斜厚h1: 0mm 板净厚h2: 100mm 上翻板高h3: 200mm 上翻板厚t1: 80mm 悬挑长度t2: 0mm 第一排纵筋至梁近边距离a s: 30mm 荷载信息 板端集中活载标准值P k: 1.00kN/m 板上均布活载标准值q k: 0.70kN/m2 板上均布恒载标准值g k: 0.80kN/m2 混凝土容重L: 28.00kN/m3 恒载分项系数G: 1.20 活载分项系数Q: 1.40 指定梁上抗倾覆荷载G r: 100.00kN/m 墙体容重W: 5.50kN/m3 过梁上墙高H w: 2550mm 墙洞宽l n: 3600mm 墙洞高h n: 0mm 梁伸入墙内D l: 500mm 墙洞下墙高h w: 2550mm 材料信息 混凝土等级: C30 混凝土强度设计值f c: 14.30N/mm2 主筋级别: HRB335(20MnSi) 主筋强度设计值f y: 300N/mm2 箍筋级别: HPB235(Q235) 强度设计值f yv: 210N/mm2 墙体材料: 砌块 砌体抗压强度设计值f: 1.700N/mm2

100 80 200 100 1000 250450 二、计算过程 1.计算过梁截面力学特性 根据混凝土结构设计规范式7.6.3-1过梁截面 W t = b 2 6 (3h - b ) = 2502 6 ×(3×450 - 250) = 11458333mm 3 cor = 2(b cor + h cor ) = 2×(250 - 30 × 2 + 450 - 30 × 2) = 1160mm 过梁截面面积 A = b b h b = 250×450 = 112500mm 2 2.荷载计算 2.1 计算x 0 x 0 = 0.13l 1, L 1 = b w x 0 = 32.50mm 2.2 倾覆荷载计算 g T = L ( h 1 + 2h 2 2) = 28.00×(0 + 2×1002 ) = 2.80kN/m 2 q T = G (g k + g T ) + Q q k = 1.20×(0.80 + 2.80) + 1.40×0.70 = 5.300kN/m 2 P T = G g F + Q P k = 1.20×0.45 + 1.40×1.00 = 1.94kN/m 倾覆力矩 M OV = 12 q T (L + x 0)2 + P T (L + x 0) = 12 ×5.30×(1000 + 32.50)2/106 + 1.94×(1000 + 32.50)/103 = 4.83kN·m 2.3 挑板根部的内力计算 M Tmax = M OV = 4.83kN·m V Tmax = q T L + p T = 5.30×1000/103 + 1.94 = 7.24kN/m 2.4 计算过梁内力 因为墙体材料是砌块,所以 h w0 = min(h w ,l n /2) = min(2550,3600/2) = 1800mm

公寓楼地下车库出入口玻璃雨棚计算书

公寓楼地下车库出入口玻璃雨棚 结 构 计 算 书 2014年9月

---- 设计信息----- 钢梁钢材:Q235 梁跨度(m): 8、500 梁平面外计算长度(m): 3、000 钢梁截面:箱形截面: B*H*T1*T2=200*250*6*6 容许挠度限值[υ]: l/400 = 21、250 (mm) 强度计算净截面系数:1、000 计算梁截面自重作用: 计算 简支梁受荷方式: 竖向单向受荷 荷载组合分项系数按荷载规范自动取值 ----- 设计依据----- 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)

----- 简支梁作用与验算----- 1、截面特性计算 A =5、2560e-003; Xc =1、0000e-001; Yc =1、2500e-001; Ix =4、9210e-005; Iy =3、4881e-005; ix =9、6761e-002; iy =8、1464e-002; W1x=3、9368e-004; W2x=3、9368e-004; W1y=3、4881e-004; W2y=3、4881e-004; 2、简支梁自重作用计算 梁自重荷载作用计算: 简支梁自重(KN): G =3、5071e+000; 自重作用折算梁上均布线荷(KN/m) p=4、1260e-001; 3、梁上恒载作用 荷载编号荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2 1 1 0、79 0、00 0、00 0、00 4、梁上活载作用 荷载编号荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2 1 1 0、79 0、00 0、00 0、00

吊篮相关计算书

吊篮相关计算书 一、钢丝绳的受力检验 根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010,钢丝绳的安全系数 应选为9。钢丝绳的受力检验:吊篮系统采用的钢丝绳,结构为4×31SW+NF,直径 8.3mm,破断拉力不小于54KN。对受力钢丝绳进行安全核算 1、吊蓝的风荷载标准值应按下式计算: Q wk=w k×F 式中 Q wk——吊蓝的风荷载标准值(kN); w k——河北唐山的基本风压值( KPa),取 w k =0.3 KPa = 0.3 kN/m2 22 F——吊蓝受风面积( m) ,取F=6m x 1.18m =7.08 m Q wk=w k×F=0.3 ×7.08 =2.124 KN 2、竖向荷载标准值应按下式计算: Q 1 =(G+Q)/2(5.2.2-1) KK 式中 Q1——吊蓝动力钢丝绳竖向荷载标准值(kN); G K——吊蓝及钢丝绳自重标准值(kN)取 5.2 ; Q K——施工活荷载标准值(kN), 取 6.3 ; Q1 =( G K+Q K) /2=5.75 kN 3、作用于吊蓝上的水平荷载可只考虑风荷载,并应由两根钢丝绳各负担1/2 ,水平风荷载标准值应按下式计算: Q2=Q WK/2 式中 Q2——吊蓝动力钢丝绳水平荷载标准值(kN); Q WK——水平风荷载标准值(kN),取 2.124 。 Q 2=Q WK/2=1.062 kN 4、吊蓝在使用时,其动力钢丝绳所受拉力应按下式核算: 式中 Q D——动力钢丝绳所受拉力的施工核算值(kN); K——安全系数,选取9。 Q 1——吊篮动力钢丝绳竖向荷载标准值(kN); Q2——吊篮动力钢丝绳水平荷载标准值(kN)。

铸钢节点有限元分析计算书

铸钢节点有限元分析计算书

目录 1 分析软件 (1) 2 节点基本概况 (1) 2.1 铸钢节点材料基本性能 (1) 2.1.1 铸钢节点材料基本性能 (1) 2.1.2材料本构关系 (1) 2.2 节点分布概况 (2) 3 铸钢节点一有限元分析 (2) 3.1 节点概况 (2) 3.1.1 节点概况 (2) 3.1.2 内力选取 (3) 3.2单元选取及网格划分 (4) 3.3 边界条件和荷载作用 (5) 3.4 弹性分析结果 (5) 3.4.1应力云图 (5) 3.4.2变形云图 (6) 3.5 弹塑性极限承载力分析 (6) 4 铸钢节点二有限元分析 (8) 4.1 节点概况 (8) 4.1.1 节点概况 (8) 4.1.2 内力选取 (9) 4.2单元选取及网格划分 (9) 4.3边界条件和荷载作用 (10) 4.4 弹性分析结果 (11) 4.4.1 应力云图 (11) 4.4.2变形云图 (11) 4.5弹塑性极限承载力分析 (12) 5铸钢节点三A有限元分析 (13) 5.1 节点概况 (13)

5.1.1 节点概况 (13) 5.1.2 内力选取 (13) 5.2单元选取及网格划分 (14) 5.3边界条件和荷载作用 (14) 5.4 弹性分析结果 (15) 5.4.1 应力云图 (15) 5.4.2变形云图 (15) 5.5弹塑性极限承载力分析 (16) 6铸钢节点三B有限元分析 (17) 6.1 节点概况 (17) 6.1.1 节点概况 (17) 6.1.2 内力选取 (18) 6.2单元选取及网格划分 (18) 6.3边界条件和荷载作用 (19) 6.4弹性分析结果 (19) 6.4.1 应力云图 (19) 6.4.2 变形云图 (20) 6.5 弹塑性极限承载力分析 (20)

雨棚板的设计及计算

辽宁工程技术大学 综合训练(一) (混凝土雨棚) 教学单位建筑工程学院 专业土木工程 班级土木14-3 学生姓名邵培根 学号1423040316 指导教师曹启坤

目录 一、雨棚板设计要求 (3) 二、雨棚板设计思路 (5) 三、雨棚板的正截面承载力计算 (5) (1)、雨棚板尺寸和荷载取值情况 (5) (2)、雨棚板的计算 (5) 四、雨棚梁在弯矩,剪力,扭矩共同作用下的计算 (7) (1)、雨棚梁尺寸和荷载取值情况 (7) (2)、雨棚梁的计算 (7) 五、雨棚板的配筋图 (10)

一、雨棚板设计要求 一、设计题目 设计一个悬臂雨棚板及雨棚边梁,见下图。 二、设计内容 1、根据给出的设计条件确定雨棚板的厚度、雨棚梁的截面尺寸; 2、进行雨棚板、雨棚梁的内力及配筋计算,要求有完整的计算书; 3、绘制出雨棚板、雨棚梁配筋图。 三、设计资料 1、雨棚板的尺寸L1=1200mm,L2=2300mm。 2、雨棚板边缘的承重砖墙厚度a =370mm,雨棚板距洞口边缘距离b =400mm。 3、荷载 (1)、雨棚板活荷载q =2.5 KN/m2。 4、材料 (1)、混凝土:C30 混凝土 (2)、钢筋:雨棚板受力钢筋为HRB335、分布钢筋采用HPB300,雨棚梁纵向受力钢筋为HRB400级,箍筋采用HRB335级。 5、参考资料 (1)《设计规范》网上看电子版 (2)《混凝土结构》

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二、雨棚板设计思路 雨棚计算包括三个方面的内容 (1)雨棚板的正截面承载力的计算; (2)雨棚梁在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算; (3)雨棚抗倾覆验算; 三、雨棚板的正截面承载力计算 (1)、雨棚板尺寸和荷载取值情况 雨棚板上的荷载有恒载(包括自重、粉刷等)、雪荷载、雨棚板上的均布活荷载,以及施工和检修集中荷载。雨棚板的均布活荷载与雪荷载不同时考虑,取两者中较大值进行设计。 每一检修集中荷载值为1.0进行承载力计算时沿板宽每隔1m考虑一个集中荷载。施工集中荷载和雨棚的均布活荷载不同时考虑,取其最大值。 雨棚板的厚度一般取1/10挑出长度,但不小于70mm,板端不小于50mm。 (2)雨棚板的计算 雨篷板的计算取1m 板宽为计算单元,根部厚度为120mm,端部厚度为80mm。

1有限元法简介

1有限元法简介 1.1有限单法的形成 在工程技术领域内,经常会遇到两类典型的问题。其中的第一类问题,可以归结为有限个已知单元体的组合。例如,材料力学中的连续梁、建筑结构框架和桁架结构。我们把这类问题,称为离散系统。如图1-1所示平面桁架结构,是由6个承受轴向力的“杆单元”组成。尽管离散系统是可解的,但是求解图1-2所示这类复杂的离散系统,要依靠计算机技术。 图1-1 平面桁架系统

图1-2 大型编钟“中华和钟”的振动分析及优化设计(曾攀教授) 第二类问题,通常可以建立它们应遵循的基本方程,即微分方程和相应的边界条件。例如弹性力学问题,热传导问题,电磁场问题等。由于建立基本方程所研究的对象通常是无限小的单元,这类问题称为连续系统。 图1-3 V6引擎的局部 下面是热传导问题的控制方程与换热边界条件: t T c Q z T z y T y x T x ??=+??? ??????+??? ? ??????+??? ??????ρλλλ (1- 1) 初始温度场也可以是不均匀的,但各点温度值是已知的: () 00 x,y,z T T t == (1- 2) 通常的热边界有三种,第三类边界条件如下形式: ()f T-T h n T λ=??- (1- 3) 尽管我们已经建立了连续系统的基本方程,由于边界条件的限制,通常只能得到少数简单问题的精确解答。对于许多实际的工程问题,还无法给出精确的解答,例如,图1-3所示V6引擎在工作中的温度分布。这为解决这个困难,工程师们和数学家们提出了许多近似方法。 在寻找连续系统求解方法的过程中,工程师和数学家从两个不同的路线得到了相同的结果,即有限元法。有限元法的形成可以回顾到二十世纪50年代,来源于固体力学中矩阵结构法的发展和工程师对结构相似性的直觉判断。从固体力学的角度来看,桁架结构等标准离散系统与人为地分割成有限个分区后的连续系统在结构上存在相似性。 1956年M..J.Turner, R.W.Clough, H.C.Martin, L.J.Topp 在纽约举行的航空学会年会上介

钢雨棚计算书

钢结构雨篷设计计算书 一、计算依据: 1.《建筑结构荷载规》 2.《钢结构设计规》GB50017-2015 3.《建筑抗震设计规》 4.《钢雨篷(一)》07SG528-1图集 二、计算基本参数: 1.本工程位于xx市,基本风压ω0=0.750(kN/m2),考虑到结构的重要性,按50年 一遇考虑乘以系数1.0,故本工程基本风压ω=1.0x0.75=0.75(kN/m2)。 2. 地面粗糙度类别按B类考虑,风压高度变化系数取5.0米处(标高最高处),查荷载规 知,取: z=1.00,对于雨篷风荷载向上取μs=-2.0,向瞬时风压的阵风系数βz=1.70 。 3. 本工程耐火等级二级,抗震设防六度。 三、结构平面布置 结构平面布置图: 初步估计主梁采用:HN400×200×8×13 次梁采用:HN250×125×6×9 拉压杆采用:Φ152×5.0 钢材均采用Q235级钢

四、荷载计算 1、风荷载 垂直于雨篷平面上的风荷载标准值,按下列公式(1.1)计算: W k = βz μs μz Wo ················(1.1) 式中: W k ---风荷载标准值 (kN/m2); βz---瞬时风压的阵风系数;βz=1.70 μs---风荷载体型系数;参照07GSG528-1图集说明5.1.4条,向上取μs=-2.0,向下取μs=1.0。 μz---风荷载高度变化系数;按《建筑结构荷载规》GB5009-2012取值μz=1.0; W o---基本风压(kN/m2) ,查荷载规,市风压取 W o =0.750(kN/m2) 正风:Wk+=1.70×1.0×1.0×0.75=1.28 kN/m2 负风:Wk-=1.70×(-2.0)×1.0×0.75=-2.55 kN/m2 简化为作用在主梁上的集中荷载,荷载作用面积A=5.08×1.1=5.59㎡ 正风时,W k1=1.28×5.59=7.12 kN/m 负风时,W k2=-2.55×5.59=-14.25kN/m 2、恒荷载 07GSG528-1图集说明5.1.1条,正风时,雨篷玻璃永久荷载0.8 kN/m2,负风时取0.3 kN/m2。简化为作用在主梁上的集中荷载,荷载作用面积A=5.08×1.1=5.59㎡ 正风时的雨篷玻璃永久荷载:0.8×5.59=4.47 KN/m 负风时的雨篷玻璃永久荷载:0.3×5.59=1.68 KN/m 次梁HN250×125×6×9,每米重29.7kg,自重g次1=0.30KN/m。简化成在主梁上的集中荷载,G次=0.30×5.08=2.53 KN/m 主梁HN400×200×8×13,每米重66kg,自重g主=0.66KN/m。 正风时恒载的集中荷载G1=2.53+4.47=7.00KN 负风时恒载的集中荷载G2=2.53+1.68=4.21KN 3、活荷载 07GSG528-1图集说明5.1.2条,钢雨篷活荷载标准值取0.5 kN/m2 简化为作用在主梁上的集中荷载,荷载作用面积A=5.59㎡ Q=0.5×5.59=2.80 KN/m 雨篷活荷载考虑满跨布置。 4、施工或检修荷载S q2 施工或检修荷载标准值为1.0KN,沿雨篷宽度每隔一米取一个集中荷载,并布置在最不利位置。简化为在主梁上的集中力,主梁间距S=5080。近似取P=5×1.0=5.0KN。

前支点计算书

吊篮前支点计算书 吊篮受荷分析: 吊篮自重G1≈5 KN,后配重G2≈10 KN,前端最大设计承载力4 KN,吊篮支座与楼面接触面A=4×0.3m2=1.2m2,配重于楼面接触面1m2。 =10/1= 10 KN/m2。(局部承压) 楼面配重处最大应力σ 1 吊篮前支座处最大应力σ =(2+5+3.75)/0.36= 29.86 KN/m2。(局部承 2 压)因此楼板承载力满足吊篮施工要求。 等效均布活荷载的确定 吊蓝设备后点配重铁对楼板的最大压力为10KN,最大剪力为10KN。 吊蓝设备前点对楼板的最大压力为29.86KN,最大剪力为29.86KN。对于吊篮设备的前点N=29.86KN,M =NL/4=29.86×2.25/4=16.79 KN.m max 前支点承载能力计算:《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010 计算出土建主体梁的承载能力。 1、计算信息 几何参数 截面类型: 矩形 截面宽度: b=200mm 截面高度: h=400mm 材料信息 混凝土等级: C30 fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2 钢筋种类: HRB400 fy=360N/mm2 最小配筋率: ρmin=0.200%

纵筋合力点至近边距离: as=35mm 配筋信息 As=804mm2 设计参数 结构重要性系数: γo=1.0 2、计算过程 2.1、验算最小配筋率 ρ=As/(b*h)=804/(200*400)=1.005% ρ=1.005%≥ρmin=0.200%, 满足最小配筋率要求。 2.2、计算截面有效高度 ho=h-as=400-35=365mm 2.3、确定相对界限受压区高度 ξb=β1/(1+fy/(Es*εcu))=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033))=0.518 2.4、计算相对受压区高度 ξ=fy*As/(α1*fc*b*ho)=360*804/(1.0*14.3*200*365)=0.277≤ξ b=0.518 2.5、计算弯矩设计值 M=ξ*(1-0.5*ξ)*α1*fc*b*ho*ho/γo=0.149*(1- 0.5*0.149)*1.0*14.3*200*365*365/1.0=52.54kN*m 外荷载计算 由M=1/4*F*L得,F =4*M/L=8*188/3.8=190KN.M>16.79KN.M 由以上数据得出吊篮前端支架承载于土建梁上完全满足要求。

加强环板式节点有限元分析

加强环板式节点有限元分析 加强环板式节点有限元分析 摘要:本文采用有限元软件ANSYS对加强环板式节点进行仿真分析,通过对节点在各个荷载工况作用下的分析,获得型钢骨架、上下环板和混凝土压应力水平,从而对节点安全性进行评价,并验证设计的合理性。 关键词:有限元加强环板式节点仿真分析型钢骨架 中图分类号:TP文献标识码: A 文章编号: 本次仿真分析以某车站大型空间框架结构为背景,采用有限元软件MIDAS CIVIL建立空间板梁模型,进行整体分析,进而选取典型节点,采用板单元和实体单元建立有限元模型,进行局部分析。选取节点纵、横梁采用型钢混凝土结构,立柱采用钢管混凝土结构。纵、横梁在立柱节点处梁高3.0m,中部梁高2.5m,采用C60混凝土;立柱节点处直径2.0m,采用C50混凝土。 图1-1 MIDAS空间板梁结构整体模型 1.1有限元仿真 节点细部计算采用大型有限元分析软件ANSYS进行局部分析。建模时混凝土采用SOLID65单元模拟,钢筋采用LINK8单元模拟,纵横梁钢骨架和立柱钢管采用SHELL181单元模拟。纵、横梁混凝土采用C60,立柱混凝土采用C50,普通钢筋采用HRB335,纵、横梁和立柱型钢骨架采用Q345,混凝土材料采用多线性等向强化模型MISO,钢材采用双线性等向强化模型BISO。型钢骨架部分,纵横梁上下翼缘板厚50mm,纵横梁腹板板厚40mm,立柱钢管壁厚50mm,上下加强环板厚50mm,钢管内部环向加劲肋厚40mm,节点纵向加劲肋板厚30mm。建立有限元模型如图1-2所示。

图1-2(a)节点有限元模型图1-2(b)刚性骨架有限元模型 图1-2(c)节点钢筋有限元模型图1-2(d)节点内部结构细部图 钢筋混凝土有限元模型采用分离式结构,不考虑钢筋和混凝土之间的相对滑移,通过共有相同节点来实现相互之间的连接;纵、横梁型钢骨架上下翼缘设置剪力钉,来实现型钢骨架和混凝土之间力的传递,模型中通过型钢骨架和混凝土共用节点来模拟;立柱钢管在节点内部设置加劲板,混凝土受立柱环箍效应,处于三向受压状态,因此,不考虑混凝土和钢管之间的相对滑移;纵横梁纵向受力钢筋焊接在上下环板上,有限元模型通过CP命令,建立耦合方程,实现钢筋和环板之间的连接。 1.2模型分析 由于结构的多线列车活载的特殊性,工程在结构检算时,采用荷载包络设计的思路,简化组合类型。结构检算主要是在主力包络或主+附包络状态下进行。Midas提取荷载组合内力见表1-1所示。 方便施加荷载描述,将荷载工况进行如下定义: 工况一:主力包络最小荷载组合;工况二:主力包络最大荷载组合; 工况三:主+附包络最小荷载组合;工况四:主+附包络最大荷载组合; 表1-1MIDAS单元内力提取 图1-3 MIDAS单元内力提取标示图1-4 ANSYS有限元模型边界 1.3结论 采用ANSYS对立柱节点在主力包络最小荷载工况、主力包络最大荷载工况和主+附包络最小荷载工况、主+附包络最大荷载工况作用下,进行有限元非线性分析计算,提取工况1、工况2、工况3、工况4作用下纵横梁混凝土轴向压应力、纵横梁钢筋轴向应力、纵横梁型钢Von-Mises应力、立柱混凝土轴向压应力、立柱钢管Von-Mises

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