本文選題：拱形波紋鋼屋蓋 + ANSYS有限元分析��； 參考：《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：金屬拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是一種新型的空間鋼結(jié)構(gòu),具有節(jié)省材料、重量輕、價(jià)格便宜、抗震性能好、外型新穎獨(dú)特、建造速度快捷、施工過(guò)程中噪聲小等優(yōu)點(diǎn),自從上個(gè)世紀(jì)九十年代初從國(guó)外引進(jìn)以來(lái),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑的屋頂結(jié)構(gòu)中,目前在我國(guó)已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。隨著金屬拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)越來(lái)越多的廣泛應(yīng)用,其工程中的整體穩(wěn)定性、安全性越來(lái)越越收到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。由于金屬拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)受力性能復(fù)雜,目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一套完整的分析和計(jì)算方法。因此我國(guó)各地使用該結(jié)構(gòu)的工程也經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。大連某交易中心彩色壓型鋼板波紋拱殼結(jié)構(gòu)屋蓋于2000年11月建成并投入使用。拱形波紋板的設(shè)計(jì)厚度為1.5mm,由于本工程自建成投產(chǎn)使用到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)15年左右,屋蓋長(zhǎng)期受紫外線、風(fēng)、雪等自然因素影響,彩色壓型鋼板波紋及輥軋棱角處涂層都有不同程度破損,相應(yīng)鋼板基材局部出現(xiàn)明顯銹蝕,板材厚度變薄。在檢測(cè)過(guò)程中使用超聲波測(cè)厚儀檢測(cè)波紋壓型鋼板板厚δ范圍在1.3mm-1.5mm之間。本文在吸收借鑒我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)專家學(xué)者對(duì)金屬拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的研究成果的基礎(chǔ)上,以大連某交易中心屋蓋彩色壓型鋼板波紋拱殼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果為原始數(shù)據(jù),經(jīng)采用大型有限元分析軟件ANSYS的計(jì)算并建立金屬拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算模型,對(duì)該結(jié)構(gòu)在五種最不利荷載組合形式分別進(jìn)行了計(jì)算分析。得出了此種結(jié)構(gòu)在恒荷載+半跨雪荷載和恒荷載+風(fēng)荷載+半跨雪荷載兩種工況下會(huì)在拱腳和1/4跨出現(xiàn)承載力不足的情況,可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)整體失穩(wěn)的結(jié)論。針對(duì)本工程的計(jì)算分析結(jié)果,結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,本文提出了在承載力不足的兩種荷載組合工況下的加固維修參考建議：1、冬季風(fēng)雪時(shí)易在拱形彩鋼板屋蓋拱腳至1/4跨之間形積雪,對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性造成不利影響。金屬拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)在半跨雪荷載作用下最容易發(fā)生整體失穩(wěn),在工程前期的設(shè)計(jì)、施工以及后期的使用養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,應(yīng)該盡量避免結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受到半跨雪荷載的作用,這樣才能確保結(jié)構(gòu)安全可靠,防止意外的發(fā)生。如果西部拱腳積雪得到相應(yīng)及時(shí)處理的情況下,本工程可不采取其它相應(yīng)結(jié)構(gòu)加固處理措施,但應(yīng)注意平時(shí)的維護(hù)查看,如發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)修復(fù)。2、如果在降雪氣象條件下拱腳處的積雪不能保證得到及時(shí)有效的清理,為更進(jìn)一步保險(xiǎn)起見(jiàn),本文引入介紹了一種純拱殼結(jié)構(gòu)屋面的改進(jìn)形式—拱形波紋板-桁架組合體系屋蓋,簡(jiǎn)單介紹了拱形波紋板-桁架組合體系屋蓋的研究理論、主要特征及受力特點(diǎn),以及該種結(jié)構(gòu)形式在實(shí)際工程中的可行性。
[Abstract]:Metal arched corrugated steel roof structure is a new type of space steel structure, which has the advantages of saving materials, light weight, low price, good seismic performance, novel and unique appearance, fast construction speed and low noise during construction. Since it was introduced from abroad in the early 1990s, it has been widely used in the roof structure of industrial and civil buildings, and has been widely used in our country. With more and more applications of metal arched corrugated steel roof structures, the overall stability and safety of the structures are attracting more and more attention. Due to the complex mechanical properties of metal arched corrugated steel roof structure, there is no complete analysis and calculation method at home and abroad. Therefore, all kinds of problems often appear in the engineering of using this structure in various parts of our country. The corrugated arch shell roof of a color profiled steel plate in Dalian trading center was built and put into use in November 2000. The design thickness of the arch corrugated plate is 1.5 mm. Since the project has been put into operation for more than 15 years, the roof has been affected by natural factors such as ultraviolet light, wind and snow for a long time. The corrugation of color profiled steel plate and the coating at the corner of roll rolling are damaged to some extent, the corresponding steel substrate is corroded obviously and the thickness of the plate is thinned. The thickness 未 range of corrugated profiled steel plate measured by ultrasonic thickness meter is between 1.3mm-1.5mm. On the basis of absorbing and referring to the research results of Chinese steel structure experts and scholars on the metal arch corrugated steel roof structure, this paper takes the field inspection results of the color profiled steel plate corrugated arch shell structure of a trading center in Dalian as the original data. The finite element analysis model of metal arched corrugated steel roof structure is established by using ANSYS software, and the structure is calculated and analyzed in five most unfavorable load combinations. It is concluded that the bearing capacity of this kind of structure will be insufficient at arch foot and 1 / 4 span under the condition of constant load half span snow load and constant load wind load half span snow load, which may lead to the overall instability of the structure. According to the results of calculation and analysis of the project, combined with the actual situation of the project, In this paper, the suggestion of strengthening and maintenance under two load combinations with insufficient bearing capacity is put forward. It is easy to form snow between arch foot and 1 / 4 span of arched steel plate roof during winter snowstorm, which has a negative effect on the overall stability of roof structure. Metal arched corrugated steel roof structures are most prone to overall instability under the action of half span snow load. In the design, construction and maintenance process of the early stage of the project, it should be avoided that the structure should be subjected to the action of half span snow load for a long time. Only in this way can we ensure the safety and reliability of the structure and prevent accidents. If the snow cover at the arched foot in the west is dealt with in a timely manner, the project may not take other measures to strengthen the corresponding structure, but it should pay attention to the maintenance and inspection in peacetime. If defects are found, repair should be made in time. If the snow at the arch foot under snowfall weather conditions is not guaranteed to be cleared in a timely and effective manner, for the sake of further insurance, In this paper, an improved roof of pure arch shell structure roof is introduced, which is composed of arch corrugated plate and truss system, and the research theory, main characteristics and mechanical characteristics of arch corrugated plate truss composite roof are introduced briefly. And the feasibility of this kind of structure in practical engineering.
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU391

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本文編號(hào)：2112085