栈桥结构分析

工程技术栈桥结构分析刘博林季洪博北方重工集团有限公司辽宁沈阳 110141[摘要]以某水泥生产线钢结构栈桥为背景,利用通用有限元软件7)1.2 GEQ +1.3SLANSYS对该栈桥进行了各种设计载荷下的动态和静力分析,计算结果表明该其中: GEQ-重力载荷代表值栈桥各杆件均满足规范要求，此结构稳定可靠,能够满足工程实际要求。2.3计算结果[关键词]有限元;钢结构栈桥;结构分析1)结构的静力计算。计算结果见下图2。AN1.工程概况312?.201310:37:55本工程为某水泥生产线运输栈桥，跨度20m,倾角10.2,栈桥为空， (AVS)间钢结构,材料为Q235B,弹性模量E为210Gpa,泊松系数为0.3,密度均为7.85 x 10'kg/m',栈桥结构端部为[ ]式框架，支承在下部钢结构支架上,屋面和墙面为轻质压型钢板,桥面上铺钢格板。I]式框架梁型材为H150x 100型钢，柱型材为H200x150型钢，平连为L100x8角钢，桁架竖杆型材均为H150x 100型钢，上下弦杆型材均为H200x200型钢,斜腹杆型材为L63x 6双角钢。钢结构栈桥是由多种型钢杆件和钢板组合成的空间结构,受有三维方向的力和弯矩作用,根据结构特点和受力情况，栈桥主体结构采用ANSYS软件中的Beam189梁单元模拟，集中质量采用Mass21质量单元模拟。屋面板和墙面板仅考虑其质量加在对应节点上;皮带机和物料-58.043 15.0023.247 62.392101.530的质量按集中质量加在桁架支承节点上。约束情况是:一侧约束X、Y、Z三个方向的线位移,另- .侧约束Y. Z二个方向的线位移。图1为栈桥的从计算结果中可以看出结构下弦受拉上弦受压;跨中杆件受力最ANSYS模型。大，变形最大，这些计算结果和基本力学概念-致。AN。桁架垂直方向最大变形15mm,水平方向最大变形3mm,满足结构DB2: 2003刚度(1/600)的要求。2)结构的动力计算。结构的前五阶自然频率结果如表1所示，部分振型图如图3所示。表1结构自然频率单位:1/s二频率值68.573.3123.8127.6132.9图3部分振型图动态分析结果可表明，栈桥钢结构因横向刚度较小容易发生平面外弯扭，栈桥的一阶振型为平面外平动也说明了这一点, 符合栈桥的动图1栈桥结构ANSYS模型力学特性。从动态分析结果可知结构的频率为68.5Hz,属正常范围内，2.结构分析结构设计比较合理。2.1荷载种类及取值3.结语根据工艺提供的资料,结合《建筑结构荷载规范》(GB50009-有限元软件ANSYS的计算结果说明:栈桥各个杆件的强度、刚度2001) (2006年版) ,荷载取值如下:和稳定性均满足规范要求，结构设计合理、可靠。1)恒荷载(DL) :屋面檩条及外装板: 0.5kN/ m2;皮带机线载荷:3.2kN/m;2)活荷载(LL):屋面: 0.5kN/m2;楼面:2.5 kN/, m2。3)风荷载(WL) :基本风压为0.6kN/m2;地面粗糙类型为B类。4)温度荷载(TL) :最高温度34.8度,最低温度-22.4度。5)地震作用(SL) :抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0, 15,地震分组为第-组。2.2荷载组合根据GB50009--2001建筑结构荷载规范，本结构荷载基本组合如下:1) 1.2DL+1.4LD2) 1.2DL+1.4LD+0.7*1.2TL参考文献.中国煤化工3) 1.2DL+1.4LD+0.6*1.4WL1]刘国庆， 杨庆:中国铁道出版4) 1.2DL.+0.71.4LD+1.4WL社,2003IYHCNMHG5) 1.2DL+1.4LD+0.6*1.4WL+0.7*1.2TL[2] GB 50017- -2003, 钢结构设计规范[S]6) 1.2DL+0.7*1.4LD+1.4WL+0.7*1.2TL[3] GB 50011- 2001,建筑抗震设计规范[S]203