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  拼装式铝合金活动房在竖向荷载作用下的蒙皮效应     [作者:admin 点击:

   

西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055;2西部建筑科技国家重点。可见,两种方法所得弯矩圄基本吻合,两者的柱顶水平位移分为13.49,15.51mm,验证了有限元模型的正确性,可以利用有限元模型计算框架柔度。坡屋面刚架的柔度为单位水平荷载所产生的柱顶(檐口)位移。

  如圄9所示,在房屋骨架有限元模型中,由k= 4/F计算得框架的柔度k= 3.173mm/kN,其中4为在框架柱顶作用方向相反的集中力F时,柱顶发生的侧移。

  屋面板的等效水平剪切柔度为Ch=4/F,板平面内剪力大小为F/cos6,剪切变形为4cos,则板的剪切柔度为c=4cos20/F,因此,屋面板的等效水平剪切柔度为在蒙皮结构整体分析中,将作用于结构上的荷载分为两部分,即蒙皮板维护体系承担荷载和框架体系承担荷载F-Ri.为得到屋面板等效水平剪切柔度,采用ANSYS建立整体模型,在中间三跨柱顶处均作用方向相反、大小均为1kN的集中力F(圄10),得出W2和W3的柱顶水平侧移42A分为140,1.776mm.根据框架与板的位移协调,列出以下等式:0.445,0.569,裸框架承受荷载为n'.由此得出,在拼装式钼合金活动房中,约50%的荷载由蒙皮板承担。

  当整体结构承受0. 30kN/m2竖向荷载作用时,将均布荷载折合为线荷载作用在框架上,则P=0.3X 1.82x2.89=1.56kN.作用在W2和W3上的荷载分为:因此分配于蒙皮板上的均布荷载分为:框架2和框架3所发生的水平位移为:67/2=2.75mm不同分析方法下的水平位移比较见表3.考虑实际情况雪荷载为均布荷载,在试验中采取力的等效,转换为节点荷载,因此,利用ANSYS模型,施加与试验荷载相等的均布荷载。在表3中,有限元分析1为将均布荷载等效为每榀屋架六个集中荷载,有限元分析2为按实际情况将荷载均布施加于屋面板上。在集中荷载下柱顶水平位移与均布荷载下柱顶水平位移相差为7.34%.因此,有限元分析中将均布荷载简化为集中荷载,其结果有足够的准确度。

  按文中理论分析方法,计算得到的檐口水平侧移均远大于试验结果和有限元分析结果。相比之下,有限元分析结果更接近试验结果。究其原因为,在文中,框架梁柱节点为刚性连接,而拼装式钼合金活动房的梁柱节点为半刚性连接。刚性节点将屋架弯矩芫全传递到柱,而半刚性节点仅传递屋架部分弯矩不同分析方法下檐口处水平位移表3分析方法误差/%试验结果理论分析有限元分析1有限元分析2到柱,按文的方法,造成分配到框架的荷载过大,分配到屋面板中的荷载过小,导致结构的水平位移在相当大的程度上由屋架柔度决定。

  集中荷载作用根据健筑结构荷载规范(GB50009―2001),设计屋面板时,施工或检修集中荷载(人和小工具的自重)应取1.0kN,并在最不利位置处进行演算。因此,取施工和检修荷载分位于中屋架屋脊及单板中心。

  集中荷载布置于中屋架屋脊。当集中荷载作用于房屋骨架时,最大竖向位移为17.97mm,位于荷载作用点;最大应力值为77.54MPa,位于荷载作用点。当集中荷载作用于房屋整体时,最大竖向位移为1.36mm,位于荷载作用点;最大应力值为0. 26MPa,位于荷载作用点。屋面板的安装对于降低集中荷载也有极大影响。

  集中荷载布置于单块屋面板的中心。最大竖向位移为2.84mm,位于荷载作用点;最大应力值为1. 22MPa,位于荷载作用点。

  因此,结构设计满足施工或检修集中荷载要求。

  结论对相同雪荷载作用下,活动房整体框架弯矩曲线比活动房骨架曲线平缓,且极大降低了屋架的竖向位移及水平位移,可以在设计中对活动房整体考虑蒙皮效应。

  定量地计算了活动房整体中框架与屋面板承受荷载的大小,为蒙皮结构的设计提供。

  与英国规范BS5950―9相比,慈溪活动房结构墙面板及屋面板镶嵌在柱与屋架中,构件端部设抗剪件,板与屋架间没有连接件连接,与压型钢板房屋不尽相同不能照搬英国规范。

  在文力的分配计算中,框架梁柱节点为刚接或铰接刹用其方法对活动房进行蒙皮计算,其结果存在较大误差。

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