钢支架支撑结构的屈曲分析及优化研究.pdf

《钢支架支撑结构的屈曲分析及优化研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、低温建筑技术2014年第2期(总第188期)钢支架支撑结构的屈曲分析及优化研究高文普，彭宣茂(1．河海大学力学与材料学院。南京210098；2．河海大学工程力学系。南京210098)【摘要】以某超高层钢结构中箱形截面柱的钢支架支撑结构为研究对象，应用SAP2000有限元软件建立钢支架的模型，通过施加合理的边界条件对钢支架仿真模拟，进行屈曲计算分析；屈曲分析完成后，对整个支撑结构进行了进一步的优化研究，得出了合理的优化结果，解决了施工单位关心的结构屈曲等安全性问题。【关键词】钢支架；仿真；屈曲；优化【中图分类号】TU973．13【文献标识码】A【文章编号】1001—6864(2014)0

2、2—0084—03BUCKLDGANDOPTⅡIZAnoNANALYSISOFSTEELBRACKETSUPPORTSTRUCTUREGAOWen—pu，PENGXuan—mao。(1．CollegeofMechanicsandMaterials，HohaiUniversity，Nanjing210098，China；2．DepartmentofEngineeringMechanics，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstract：Thispaperdealswithsteelbracketsimulationandbucklinganaly

3、sisbyapplyingreasona—bleboundaryconditionsandbuildingthesteelbracketmodelbySAP2000，takesthesteelbracketsup—portstructureoftheboxcolumnsinsuperhigh—risesteelstructureastheresearchobject．Followingbucklinganalysis，thispaperconductsfurtheroptimizationstudyonthewholesupportstructuretoobtainreasonable

4、optimizationresultsandsolvesecurityproblemslikestructuralbucklingconcernedbycon—structionunits．Keywords：steelbracket；simulation；buckling；optimization钢柱是钢结构中钢梁和组合楼板的竖向支撑平台，进度339．88m；本工程的裙房部分已按设计院的原设计方案施行荷载的竖向传递，是钢结构的主受力构件。在超高层钢工完成；在原设计方案中设计院设计的基础底板标高结构的钢柱吊装施工中，由于钢柱太重体积太大，超高层钢一18．05m，在按照原设计方案设计的基础

5、底板施工完成后结构的钢柱在吊装前需要在下面事先设置钢支架支撑结构发现不能继续进行施工，故请设计院重新进行设计，重新设以辅助完成钢柱的吊装施工；而设置的钢支架支撑结构如计的基础底板标高一12．85m。基于本工程的结构设计和吊果因为结构屈曲或强度不足导致重大工程事故，问题就很装施工需要，在按照原设计方案施工完成后的基础底板上严重；此时，对设置的钢支架支撑结构进行屈曲分析就尤为设置钢支架支撑结构，将箱形截面柱放置于由工字型截面重要，要避免钢支架支撑结构因屈曲失稳而导致钢结构房型钢和等边角钢组成的钢支架支撑结构上，塔楼箱形截面屋倒塌等安全性问题。柱的柱脚形式为埋入式柱脚，最终将塔楼箱形截面柱的

6、柱随着计算机软、硬件的发展，基于数学力学方法的结构角锚固于重新设计的基础底板内；由于该工程中箱形截面优化设计的理论也有较快发展。目前，主要的优化方法有柱产生的荷载较大，需要对设置在原基础底板上的钢支架尺寸优化、形状优化、拓扑优化、布局优化和类型优化；由单支撑结构进行结构屈曲安全分析。目标优化发展到多目标优化；由确定性优化发展到不确定本文对钢支架支撑结构建模时利用SAP2000软件中线性优化；由工程结构静力优化发展到静动力优化，优化设计单元的框架单元进行模拟分析J，长度单位为mill，集中荷层次在不断提高；本文采用尺寸优化的方法对钢支架支载单位为N，钢支架支撑结构的模型图如图1所示，由于

7、钢撑结构进行优化研究，通过对钢支架支撑结构优化分析研支架的工字型截面型钢立柱锚固于原底板内，根据《钢结构究，在结构安全的前提下，钢支架支撑结构的结构承载性能设计规范》的规定-l】，建模时对钢支架柱角的节点形式取为得到了良好的改进，同时，大幅节约了钢材的用量。刚性节点，钢支架与l，方向四根立柱的坐标分别为0、1工程概述及建立有限元模型1350、2860和4210mm，假定现有原基础底板的标高为相对本工程由钢结构塔楼和裙房组成；塔楼地下4层，建筑标