多侧向支撑梁的完全支撑刚度的FEM分析

大跨度悬挑梁脚手架支撑体系有限元分析
随着现代建筑的高度和复杂度不断增加，越来越多的大跨度悬挑梁结构被广泛应用于
建筑结构中。

在施工过程中，大跨度悬挑梁脚手架支撑体系扮演着重要的角色，它不仅保
证了施工安全，还能提高施工效率。

本文将介绍一种基于有限元分析的大跨度悬挑梁脚手
架支撑体系设计方法。

首先，需要对大跨度悬挑梁脚手架支撑体系进行分析和设计。

该体系由垂直支架、水
平支架和倾斜支架三部分组成。

垂直支架主要通过固定在地面和建筑物墙体上来承担垂直
向的载荷；水平支架则通过跨越悬挑梁两侧来承担横向载荷；倾斜支架则通过固定在建筑
物墙体上来承担倾斜载荷。

在设计之前，需要对悬挑梁的荷载进行分析，包括自重荷载、
活荷载和风荷载等。

其次，将该体系建模并进行有限元分析。

将所有支架分别建模，选择合适的材料、截
面和受力方式，设置初始条件，加入荷载，进行模拟分析，并获得支架的应力和变形情况。

通过分析，可以确定支架的数量、位置和尺寸等参数，并优化设计方案。

需要注意的是，
在模拟分析时需要考虑支架和结构之间的耦合效应，避免出现不合理的结果。

最后，进行施工实践。

在施工之前需要对支架进行验收，并严格按照设计方案进行组装。

需要注意的是，在拆卸支架时，也要严格按照顺序进行，以避免可能带来的损害。

在
实践中需要注意各个支架的协同作用，以达到最佳的支撑效果。

总之，大跨度悬挑梁脚手架支撑体系的设计和优化需要进行有限元分析，并结合实践
进行完善和调整。

该体系的设计需要充分考虑荷载和支架的受力情况，确保施工安全和高
效率。

目 录页 码 1 介绍和目的 2 范围 3 定义 4 影响因素 4.1 水泥地板 4.2 地轨4.3 上部导向轨 4.4 单位荷载4.4.1 荷载组成附属物 4.4.2 荷载 4.5 外形检查4.6 中心定位（仅 ） 4.7 S/R 机4.7.1 由于S/R 机引起的系统公差 4.7.2 弹性变形 4.7.3 定位公差4.7.4 定位标志的公差 4.7.5 注释 4.8 货架结构4.8.1 无荷载状态下的制造和安装公差 4.8.2 由于外力造成的变形 4.8.3 由于工作荷载造成的变形 4.8.4 由于柱倾斜造成的额外变形 4.8.5 可允许的变形 5 净空5.1 通道净空5.2 货架分隔间净空 5.3 通道净空 5.4 特殊障碍物 6 控制计算6.1 净空影响因素汇总 6.2 相互作用 6.3 计算方法 附录计算实例欧盟制造标准SECTION IX堆垛起重机FEM 9.831自动化仓库的设计(公差、间隙和挠曲度)（英文版） 1995年2月1介绍和目的包含S/R机的高位仓库构成一个功能单元，它由常遭受由制造、安装和操作变形造成公差的部件组成。

S/R机设计成在完全的运行安全性上自由地从所选取的位置上储存和取出单位荷载。

一方面，太小的净空对运行的安全性构成风险以致于使仓库中的处理操作不得不停下来。

另一方面，当净空太大时浪费了有用的储存空间。

本文的目的是确定可允许的公差和变形，以便能使关系到一个高位仓库所需安全性能的经济的尺寸、制造和安装等因素最佳化。

在高位仓库中公差和变形（如果有的话）由下列功能部件造成：－水泥地面－地轨－上部导向轨－单位荷载－外形检查－中心位置（中心的准确度）－S/R机－货架结构下文将分析由上述因素造成的影响并尽可能地量化。

通常不能指出涉及到水泥地面的合适的数据。

只有到系统的所有部件的供应商确定后才能确定最后的净空。

为了保证系统的功能性，首先必须定义机器的设计理念（如控制模式、稳定性等）和相关的货架分类。

龙门吊结构的强度分析- FEM 大作业1.问题概述：龙门吊几何模型如下所示，需要校核吊车在横梁左端和中间两个极限位置下，龙门吊的受力情况。

采用ansys软件进行有限元分析，求解材料的应力和变形，校核材料是否满足强度要求。

图1 龙门吊几何模型已知条件：已知龙门吊模型如上所示。

材料为Q235，吊车和吊具的合力为60000N，分析吊车位于龙门吊左端和中间两个极限位置时结构的受力情况。

2.问题分析：ANSYS是一种广泛的商业套装工程分析软件。

所谓工程分析软件，主要是在机械结构系统受到外力负载所出现的反应，例如应力、位移、温度等，根据该反应可知道机械结构系统受到外力负载后的状态，进而判断是否符合设计要求。

一般机械结构系统的几何结构相当复杂，受的负载也相当多，理论分析往往无法进行。

想要解答，必须先简化结构，采用数值模拟方法分析。

由于计算机行业的发展，相应的软件也应运而生，ANSYS软件在工程上应用相当广泛，在机械、电机、土木、电子及航空等领域的使用，都能达到某种程度的可信度，颇获各界好评。

使用该软件，能够降低设计成本，缩短设计时间。

本文采用ansys软件对龙门吊结构进行强度分析，加载重力载荷和吊车及其吊具载荷，考虑龙门吊两个极限位置处的受力情况。

首先建立有限元模型，通过ansys求解处龙门吊结构的应力状态，根据材料力学第四强度理论进行强度校核。

3.求解步骤首先通过Proe建立三维模型，随后将三维模型通过ansys几何结构导入至ansys软件中，导入后的几何模型如图1所示结构材料为Q235，弹性模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3。

在ansys中材料定义如下所示：图2 材料属性采用四面体网格进行龙门吊模型的网格划分。

主梁部分采用六面体网格划分方法，其中四面体单元类型为solid187，六面体单元类型为solid186，有限元网格模型如下所示，网格总数为203990，节点总数为111067。

网格划分中，单元尺寸设置为20mm。

铁道科学研究院博士学位论文超静定组合结构桥梁受力特性的3D-FEM模拟分析姓名：***申请学位级别：博士专业：桥梁与隧道工程指导教师：***20030301（Ｃ）立面图图１．１７德国高速铁路美茵河桥·丹麦一瑞典的６ｒｅｓｕｎｄ海峡桥连接丹麦一瑞典的６ｒｅｓｕｎｄ海峡桥为公铁两用桥，上层为四车道公路（设计车速１２０Ｋｍ／ｈ），下层为双线铁路（设计车速２００Ｋｍ／ｈ）。

主桥为三跨连续斜拉桥，跨长为３０ｌ（＝１４１＋１６０）＋４９０＋３０ｌ（＝１６０＋１４１）ｍ。

丹麦侧引桥为４Ｘ１２０＋９Ｘ１４０＋９Ｘ１４０ｍ连续梁，瑞典侧引桥为９Ｘ１４０＋９×１４０＋６×１４０＋３×１２０ｍ连续梁。

主梁经过多种方案比较，最终采用等高度双层组合板钢桁粱，引桥横截面见图１．１８。

该桥施工采用全截面预制悬臂架设法安装，建成于２０００年。

并于２００２年被国际桥梁及结构工程学会（ＩＡＢＳＥ）评选为晟有创意的工程之一。

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蕊描谢馘叠爱：黧ｊ芤毒≤ｉ畦罴甄全桥立面图图１．１８Ｏｒｅｓｕｎｄ海峡桥１．３．４日本新干线组合梁桥日本自欧洲引进组合结构桥梁技术后，经过消化和进一步深入研究，很快在新干线上推广应用，使组合结构形式多样化。

（１）连续组合结构桥梁日本铁路连续组合结构桥梁中，作为中间支点附近负弯矩区混凝土裂纹的对策，通常采用如下几种方法：①采用中间支点升降法在负弯矩区导入预应力。

②近代连续组合梁桥已基本不采用设置预应力钢筋导入预应力的方法，多数采用中间１ｄ采用艘堆钢艘扳的讴出是都方Ｒ。

．》¨．力目（ａ）立面图（ｂ）截面图（ｃ）埋入式ＰＢＬ剪力键图１．２４北陆新干线黑部川桥（５）ＳＲＣ桥面板钢桁架组合结构日本ＪＲ奈良线鸭川桥跨越公路，受梁下净空高度限制。

要求轨顶至梁底高度控制在１．３ｍ以内，故此，与过去混凝土桥面板的下承式桁梁相比，桥面标高应降低６５ｃｍ。

吊车梁是否可作为柱的侧向支撑
温宗宝;胡松
【期刊名称】《工业建筑》
【年(卷),期】2006(36)5
【总页数】2页(P111-112)
【关键词】吊车梁;支撑;侧向;门式刚架
【作者】温宗宝;胡松
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TU755.2;TH21
【相关文献】
1.浅谈钢管砼柱、吊车梁及屋面梁的制作 [J], 许小燕
2.次梁算不算是主梁的一个侧向支撑? [J],
3.多侧向支撑梁的完全支撑刚度的FEM分析 [J], 曹峰;潘正琪;孙旭光
4.重型吊车梁无临时支撑托梁拔柱技术在施工中的应用 [J], 梁宏文;宋文智
5.柱梁板整体浇筑与柱、梁板分开浇筑时满堂支撑架受力分析与比较 [J], 郭献忠;张昭;李彬;王伟
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钢 框 架 一支 撑 体 系侧 向刚度 分 析
张艳 霞 刘 金 瑶
北 京 １Ｏ ４ ） Ｏ Ｏ ４ （ 京 建 筑工 程 学 院 土 木 与 交 通 工 程 学 院 北 摘
要 从 弹 性 位 移 限 制 、 小剪 重 比 、 力 二 阶 效 应 、 构 的 整 体 稳 定 四 个 方 面就 钢 框 架一 支撑 体 系 ｅ ｎ ｍａ ｉ ｍ ｌｓｉ ｄｓ ｌｃ ｍｅ ｔ ｓ ｄｏ ｘｍｕ ｅａ ｔ ｉｐａ ｅ ｎ ，ｍｉｉ ｍ ｈ ａ／ ｉｈ ａ ｉ，ｇ ａ ｉｙｓ ｃ ｎ ａｙ ｅｆｃ ｎ ｃ ｎｍｕ ｓ ｅ ｒ ｗｅｇ ｔｒｔｏ ｒｖｔ ｅ ｏ ｄ ｒ ｆｅ ｔａ ｄ
ｕ ｄ ｒ ｆｅ ｕ ｎ ａ ｔ ｑ ａ ｅ ，ｗｈ ｃ ａ ａ ｉ ｔ ｔ ｈ ｃ ｅ ｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｎ ｅ ｒ ｑ ｅ ｔｅ ｒｈ ｕ ｋ ｓ ｉｈ ｃ ｎ ｆ ｃｌ ａ ｅ ｔ ｅ ｓ ｈ ｍｅ ｄ ｓｇ ｆ ｓｒ ｃｕ ｅ ． ｉ

轴向受载多跨弹性支撑连续梁的模态分析张鹏;叶茂;曹文斌;黎咏言;任珉【摘要】以轴向受载的多跨连续等截面Bemoulli-Euler梁为研究对象,将多跨连续梁的自由振动转化为单跨梁在支座反力下的受迫振动.采用Laplace变换求解振动微分方程.根据连续梁的边界条件及弹性支撑处的变形相容条件得出频率特征方程.由频率特征方程得出自振频率,及其相应模态.结合数值算例,验证了理论推导与计算程序的正确性.最后分析了在不同边界下,中间弹性支撑刚度对连续梁稳定临界轴压的影响.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)009【总页数】5页(P122-126)【关键词】轴向荷载;多跨连续梁;Laplace变换;弹性支撑;模态分析【作者】张鹏;叶茂;曹文斌;黎咏言;任珉【作者单位】广州大学-淡江大学工程灾害控制研究中心,广州大学,广州510006;广州大学-淡江大学工程灾害控制研究中心,广州大学,广州510006;广州大学-淡江大学工程灾害控制研究中心,广州大学,广州510006;广州大学-淡江大学工程灾害控制研究中心,广州大学,广州510006;广州大学-淡江大学工程灾害控制研究中心,广州大学,广州510006【正文语种】中文【中图分类】O343连续梁广泛应用于土木、机械工程中。

在研究连续梁的动力特性时，其模态作为本质属性，得到了人们重点关注。

轴向荷载对梁的振动频率有重要影响。

文献［1］使用有限元方法，给出了轴力荷载对单跨Bernoulli-Euler梁的自由振动固有频率影响系数的高精度表达式。

文献［2］研究了单跨分段阶梯梁受轴压时的自由振动，将阶梯梁分成若干子段，并采用Laplace变换求解运动微分方程。

文献［3—5］采用转换矩阵法分析了轴力对具有分布弹簧-质量的多跨Timoshenko、Reddye-Bickford梁自由振动的影响。

对于多跨的结构，其模态分析的另一种方法是去掉多跨结构的中间支撑，而采用竖向支座反力替代。

随着科技的发展和计算机能力的提升，有限元分析（FEA）已经成为了求解各 种工程问题的重要方法，包括钢筋混凝土结构分析。本次演示基于有限元分析 软件ANSYS，对钢筋混凝土梁开裂问题进行深入研究。
一、钢筋混凝土梁的开裂现象
钢筋混凝土梁是建筑结构中的重要构件，其开裂是常见的工程问题。开裂的原 因主要包括荷载过大，混凝土材料抗拉强度不足，以及施工过程中的不当操作 等。开裂可能会对结构的承载能力和耐久性产生严重影响。
四、研究结果与讨论
通过ANSYS的模拟分析，我们可以得出以下结论：首先，对于钢筋混凝土梁， 应力集中区域是开裂的易发部位；其次，钢筋与混凝土之间的滑移是开裂过程 中的重要现象；最后，不同的加载条件和构造措施对梁的开裂行为有显著影响。
然而，本研究仍存在一些限制。例如，ANSYS是一种基于计算机的数值模拟工 具，其结果会受到模型设定、网格划分、材料参数等多种因素的影响。此外， 实际工程中的环境因素（如温度、湿度等）和荷载条件是复杂多变的，这需要 我们在未来的研究中加以考虑。
3、局部和全局分析：当前的模型主要了整体的力学行为。未来可以考虑进行 更详细的局部和全局分析，以更好地理解开裂过程的细节和影响因素。
4、多尺度方法：对于大型结构或复杂的局部细节，使用单一尺度的FEM可能会 产生较大的计算负担。多尺度方法可能是一种有效的解决方案，可以在不同的 尺度上使用不同的模型和算法。
讨论与结论
通过本次研究，我们验证了基于FEM的混凝土开裂数值模拟方法的准确性和可 靠性。模拟结果与实验结果基本一致，说明该方法可以较为精确地预测混凝土 开裂过程和裂缝形态。在此基础上，我们可以进一步探讨混凝土开裂的影响因 素和预防控制措施。此外，本研究的成果还可以为其他类似结构的开裂分析提 供参考，为工程实践中的结构安全评估和优化设计提供有力支持。

femtools模型修正案例使用FEMtools模型修正案例1. 引言FEMtools是一款强大的有限元分析软件，可用于模拟和分析各种结构和系统的行为。

本文将介绍使用FEMtools对一个结构模型进行修正的案例。

2. 模型描述我们选取了一个简单的桥梁模型作为案例，该桥梁由混凝土构成，具有固定支撑和悬臂梁的结构。

模型包括梁体、支撑和荷载等组成部分。

3. 初始模拟我们使用FEMtools对该桥梁模型进行初始模拟。

根据设计参数和材料性质，我们设置了相应的梁体属性和边界条件，并施加了合适的荷载。

通过初始模拟，我们可以获得桥梁的静态响应。

4. 模态分析接下来，我们进行模态分析，通过求解桥梁的固有频率和模态形态。

通过对比模态分析结果和实际观测数据，我们发现某些模态的频率存在较大偏差。

5. 修正步骤1：材料参数修正我们对桥梁模型的材料参数进行修正。

通过对比实测数据和模拟结果，我们发现混凝土的弹性模量和密度存在一定差异。

通过调整材料参数，我们逐步逼近实测数据，使模拟结果更加准确。

6. 修正步骤2：边界条件修正接下来，我们对桥梁模型的边界条件进行修正。

通过对比实测数据和模拟结果，我们发现支撑的刚度存在一定差异。

通过调整支撑的刚度系数，我们可以减小模拟结果与实际观测数据之间的误差。

7. 修正步骤3：几何参数修正在进行修正之前，我们首先对桥梁的几何参数进行检查。

通过对比实测数据和模拟结果，我们发现桥梁的长度存在一定差异。

通过调整桥梁的长度，我们可以更好地匹配实测数据。

8. 修正步骤4：荷载修正我们对桥梁模型的荷载进行修正。

通过对比实测数据和模拟结果，我们发现施加在桥梁上的荷载存在一定偏差。

通过调整荷载的大小和分布，我们可以使模拟结果更加接近实际观测数据。

9. 修正结果分析经过以上修正步骤，我们得到了修正后的桥梁模型。

通过对比修正前后的模拟结果，我们可以发现修正后的模型更加准确地反映了实际结构的行为。

10. 结论本文介绍了使用FEMtools对一个结构模型进行修正的案例。

04
有限元结构静力学的应用实例
工程实例一：桥梁结构的静力分析
总结词
桥梁结构的静力分析是有限元结构静力学分析的重要应用之一，通过分析可以获取桥梁在不同载荷条件下的变 形和应力分布，为桥梁设计提供依据。
详细描述
桥梁结构的静力分析通常需要考虑重力、车辆载荷、风载荷等作用，利用有限元方法可以将桥梁离散化为有限 个单元，并通过对单元进行刚度分析和受力分析，得到桥梁的位移和应力分布。根据分析结果，可以优化桥梁 设计，提高其承载能力和安全性。
建立有限元模型
选择合适的单元类型
建立节点坐标系
根据结构的形状和受力特性选择合适的单元 类型，如三角形、四面体、梁、壳等。
确定每个节点的三维坐标，为单元划分和节 点连接提供基础。
划分单元网格
定义材料属性
根据节点坐标系将结构划分为相应的单元网 格。
为每个单元赋予相应的材料属性，如弹性模 量、泊松比、密度等。
有限元分析中的参数不确定 性以及误差控制是一个重要 问题，需要发展更有效的误 差控制和不确定性量化方法 ，以保证分析结果的可靠性 和精度。
06
参考文献
参考文献
01
02
03
《有限元法基本原理与 数值方法（第二版）》 ，陆明万、罗学富 著， 清华大学出版社，1997
年。
《有限元法教程（第二 版）》，王勖成 著，清 华大学出版社，2004年
有限元结构静力学分析与人工智 能、机器学习等技术的结合，使 得分析过程更加智能化，能够自 动优化模型、选择合适的参数， 提高分析效率。
有限元结构静力学分析与材料科 学、流体动力学、热力学等领域 的交叉融合，使得分析结果更加 全面和准确，为工程设计和优化 提供更好的支持。

的i阶模态振型。
振型{Φi}是结构按频率ωi振动时各自由度方向振幅间的相对比例关系， 它反映了结构振动的形式，并不是振幅的绝对大小。
第15页/共42页
无阻尼自由振动方程为：
M K O
是一个常系数齐次线性常微分方程组，其解的形式为：
0sin t
带入自由振动方程得：
K 2M 0 O
上式是齐次线性方程组，有非零解的条件是： K 2M 0
结构动力学：研究结构在动力荷载作用下的动力反应。
地震荷载
风荷载：Tacoma大桥风毁录 像
动力荷载：荷载的大小、方向、作用位置 随时间而变化。
第1页/共42页
结构动力体系
静荷载
大小 方向 作用点
结构体系
静力响应
输入
输出
input
Output
刚度、约束 杆件尺寸 截面特性
动荷载
大小 方向 作用点 时间变化
V
A
称为单元节点动载荷列阵，它是作用在单元上的体力、面力和集中力向单元节 点移置的结果。
在动态分析和静力分析中，单元的刚度矩阵是相同的，外部载荷的移置原理也一样。
第12页/共42页
四、固有特性分析 结构的固有特性由结构本身决定，与外部载荷无关，它由一组模态参
数 定量描述。包括：固有频率、模态振型、模态质量、模态刚度和模态阻尼 比等。
• 对于一般的n个自由度系统，如果只积分p个单自由度系统 的运动方程，即使积分是精确的，最后得到的系统响应也 会由于忽略高阶振型而引入误差。
第9页/共42页
在动载荷作用下，对于任一瞬时，设单元节点发生虚位移 qe ，则单元 内也产生相应的虚位移 d 和虚应变 。单元内产生的虚应变能为:
U T dV

[收稿日期]2009-05-11[作者简介]曹峰，男，中国联合工程公司。

前言钢结构建筑中，梁或柱有侧向支撑作用的情况很多，这样就形成了单或多侧向支撑作用的系统，如门式刚架中屋架斜梁—檩条—隅撑作用系统，楼面主梁—次梁作用系统，柱—梁—角撑作用系统等。

支撑不是刚度越大越好，不是截面越大越好，而是利用适当的截面和刚度取得有效的支撑效果。

完全支撑是指支撑能够使被支撑构件按照支撑点间距发生失稳的支撑。

完全支撑所需要的支撑刚度和强度可用能量方法或有限元方法确定。

实际支撑的刚度和轴压强度都必须在大于完全支撑所需要的最小刚度的情况下获得。

这个最小刚度也称为临界刚度。

因此，求解单或多侧向支撑系统的临界刚度显得尤为重要。

1含有支撑的有限元法文献[1]中对含有支撑的薄壁构件的有限元法有了一定的应用，但以往文献中对此的系统介绍和推导很少，本文下面对含有侧向支撑的梁的有限元法做了系统的描述。

弹性分析时，总的有限元平衡方程为：{[K f ]+[K g ]}{U }={F }（1）当有了侧向支撑时，就可以得到新的有限元平衡方程，也就是本文分析支撑问题的指导方程：{[K f ]+[K g ]+[K b ]}{U }={F }（2）其中[K f ]为物理刚度矩阵，是对构件物理参数的描述，[K g ]为几何刚度矩阵，是对构件稳定性的描述，{U }和{F }分别为总位移和总荷载向量，[K b ]为附加的支撑刚度矩阵。

单元位移向量和单元荷载向量分别为：{U e }=<w 1u 1v 1v ′1θ1θ′1w 2u 2v 2v ′2θ2θ′2>T{F e }=<F z1Q x1M y1Q y1M x1M z1B ω1F z2Q x2M y2Q y2M x2M z2B ω2>T单元刚度矩阵[K f ]和[K g ]已经比较成熟，在此不再赘述。

程序中在形成单刚时，可以根据实际荷载和分析需要缩减。

例如没有轴向载荷，可略去轴向位移这一项，从而可将单元刚度矩阵变为12×12，一般在分析薄壁构件的稳定时，只考虑跟侧扭相关的项，可将单元刚度矩阵变为8×8。

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作 者： 朱立欢 女 C G H " 年 I 月出生 一级注册结构工程师
收稿日期： ! " " F J C ! J C K
工业建筑 ! " " F年第# F卷增刊
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$ # & $ ! " # $ % ! ’ ( ) — — 实腹斜梁被支撑翼缘的截面面积； #— — — 实腹斜梁钢材的强度设计值； $—
大 跨 度 门 式刚 架 屋 面 梁 平 面 外 稳 定 的 研 究
朱立欢
（巴特勒 （上海） 有限公司 上海 ! ） " " " # "
摘
要： 近年来， 门式刚架在工业厂房的设计中得到广泛的应用。对于一般的轻型门式刚架， 通过设置隅
撑来保证屋面梁受压下翼缘的平面外稳定， 经多年的 工程实践已经被证明是一种行之有效的构造措施。但对 于大跨度、 屋面荷载比较大的建筑物， 经实例分析， 如果仍采用 这一措施则很难达到预期的效果。为保证结构 的安全性和可靠性， 探讨了一种行之有效的解决方案 — — —摇摆支撑的设置。 关键词： 门式刚架 跨度 屋面荷载 稳定 摇摆 支撑
而对于大跨度的门式刚架笔者将根据美国的有关资料将国外大跨度门式刚架屋面梁出平面的稳定计算做一介绍稳定计算首先我们按下列两公式验算采用常规的隅撑布置是否能满足强度和刚度要求br圆钢支撑的面积60mm108mm6mmclcd支撑形式系数相关的取刚架斜梁受压下翼缘的弯矩验算截面处kn刚架斜梁的截面高度验算截面处cl上翼缘荷载的影响系数cd弯曲影响系数110单向弯曲和双向弯曲210验算截面接近于反弯点附近算例结构形式荷载0138刚架1120地面雪载01620148向上附加荷载0114经过刚架的优化设计选出稳定计算的控制组合工况得到在每一个不利危险支撑位置截面的弯只需验算屋面梁受压下翼缘经判断靠近檐口处的截面控制工况为而对于brt

多、高层钢结构支撑的布置方式对框架侧向刚度的影响周学军　陈　鲁　曲　慧(山东建筑工程学院　济南　250014)摘　要　高层钢结构的结构形式多种多样,其中以撑系框架最为常用。

建立了典型的钢框架模型,通过计算支撑布置方式相同的6层和20层框架的顶点位移,考察竖向支撑对不同高度框架的承载能力和侧移刚度的影响,以及相同高度下,支撑方式不同对框架的承载能力和侧移刚度的影响。

在此分析的基础上,探讨了高层钢结构支撑的布置形式对框架侧向刚度的影响规律。

关键词　支撑　布置　框架抗侧移刚度　影响EFFECTS OF LAYOUT OF BRACES FOR MU LTIST ORE Y AN D HIGH2RISE STEE LSTRUCTURES ON LATERAL STIFFNESS OF FRAMESZhou X iejun　Chen Lu　Qu H ui(Shandong Institute of Architectural Engineering　Jinan　250014)ABSTRACT　The braced system is most frequently used for various types of high2rise steel structures1A typical model of steel frames is set up1Through calculating top displacements of a62storeyed frame and a202storeyed frame with identical brace layout,it is examined that the effects of vertical braces on the bearing capacity and lateral stiffness of the frames with different heights,and the effects of the different brace forms on the bearing capacity and lateral stiffness of the frames with identical heights1And on the basis of which the influencing law of the brace layout forms for high2rise steel structure on lateral stiffness of the frames is also explored1KE Y WOR DS　brace　layout　lateral stiffness of frames　influence 高层钢结构常用的结构形式有:半刚接框架、刚接框架、撑系框架、交错桁架体系、偏心支撑体系、撑系框架与刚接框架相互作用体系、外伸带状桁架体系、框筒体系、桁架筒体及束筒等。

汽车转向架的强度有限元分析对转向架结构进行有限元网格划分，首先对结构外表面划分三角形网格，利用封闭的三角形网格生成四面体网格，即3D模块中的tetramesh功能，三角形面网格如下所示，面网格总数为164478。

图1 三角形面网格最终进行四面体网格生成，划分好的网格如下所示，网格为四面体网格，单元类型为solid45，网格总数为263617。

图2 四面体网格在轴箱弹簧座上模拟弹簧单元，弹簧单元采用COMBIN14单元类型，且弹簧单元与转向架支撑处通过MPC连接，如下所示，三个方向刚度则采用三根弹簧模拟。

同时约束三个弹簧端点的所有自由度。

图3 轴箱弹簧座约束条件完成网格划分以后，在hypermesh中进行对应的单元类型，材料属性进行加载，转向架基本力学性能如下表。

表1 转向架构架用材的基本力学性能类型牌号屈服强度（MPa）超常载荷屈服许用应力（MPa）运营载荷屈服许用应力（MPa）抗拉强度（MPa）板材S355J2W+N 355（母材）/320（焊接接头）355（母材）/320（焊接接头）220 510锻件Q345E 345345（母材）/310（焊接接头）220 510铸件S355J2H 355（母材）/320（焊接接头）300（母材）220 510在hypermesh中的单元管理表如下所示。

图4 单元管理表一、使用特殊载荷的静态实验其中c1=12t , c2=9.6t。

将相关参数代入进行计算，特殊载荷时，每个侧梁作用垂向载荷170kN,横向载荷55KN。

横向和垂向载荷的加载位置如下图所示，约束四个斜对称位置。

图5 转向架整体受力示意图在hypermesh中加载横向和垂向载荷，最后将设置的好的文件导入至ansys 中进行求解分析，在hypermesh中的载荷加载情况如下所示。

图6 转向架特殊载荷工况加载导入ansys中进行有限元分析，转向架结构分析结果如下所示，其中最大等效应力为173.6MPa，最大变形为12.9mm，材料许用屈服极限为220MPa，转向架结构在特殊载荷作用下最大等效应力小于结构的许用屈服极限，所以认为转向架结构在特殊载荷工况下满足强度要求。

大跨度悬挑梁脚手架支撑体系有限元分析
大跨度悬挑梁是建筑工程中常见的结构形式之一，为确保其在施工过程中安全可靠地
支撑，通常会采用脚手架支撑体系。

脚手架支撑体系的设计与分析涉及到复杂的力学问题，需要进行详细的有限元分析。

悬挑梁的脚手架支撑体系主要包括主梁、支撑柱、支撑梁和支撑框架等组成部分。

为
了保证支撑体系的稳定性和承载能力，需要进行有限元分析来评估其结构的强度和刚度。

在进行有限元分析前，首先需要建立模型。

通常情况下，可以根据实际情况考虑主梁
和支撑柱的材料特性和几何尺寸，以及支撑梁和支撑框架的布置方式。

然后，利用有限元
软件进行建模，将模型划分为小的单元，如梁单元和柱单元，并设置边界条件和加载条
件。

有限元分析的主要目的是计算支撑体系的应力分布和变形情况。

通过在节点和单元上
施加外力和边界约束条件，可以得到节点和单元的应力和位移等结果。

通过对这些结果的
分析，可以评估支撑体系的强度和稳定性。

如果发现某些部分的应力过大或变形过大，需
要重新设计支撑体系，以提高其承载能力。

在进行有限元分析时，需要注意一些关键问题。

需要正确选择材料特性和几何尺寸，
以确保模型的合理性和准确性。

需要考虑加载条件和边界条件的合理性，以保证分析结果
的可靠性。

需要对结果进行合理的解读和分析，以便评估支撑体系的安全可靠性。