采動區(qū)式剛架平面穩(wěn)定性研究.pdf

1、門式剛架是一種應(yīng)用非常廣泛的鋼結(jié)構(gòu)形式,主要作為工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)。目前對門式剛架做的很多研究工作,包括將其置于采動區(qū)地表變形的環(huán)境下進行的研究。在采動區(qū)地表上開發(fā)建房,可以有效的緩解土地資源的瓶頸。研究采動區(qū)地表變形對門式剛架的穩(wěn)定影響,可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟和社會價值。
　　本文主要研究門式剛架在采動區(qū)地表變形作用下的平面穩(wěn)定性能及其變化規(guī)律。通過模型試驗,研究門式剛架在發(fā)生拉伸地表變形和無地表變形兩種工況下的穩(wěn)定性能。(1)從試驗中

2、可以得到門式剛架的荷載-跨中撓度曲線,由曲線的極值點確定門式剛架的穩(wěn)定極限承載力。門式剛架受到拉伸地表變形作用后,穩(wěn)定極限承載力降低。(2)根據(jù)門式剛架柱頂?shù)奈灰票O(jiān)測表明,受拉伸地表變形的門式剛架最終失穩(wěn)后發(fā)生側(cè)移,為有側(cè)移失穩(wěn)。(3)在試驗中采集了剛架各個部位的應(yīng)變,研究門式剛架受拉伸地表變形后的塑性發(fā)展特點。表明結(jié)構(gòu)先在梁跨中出現(xiàn)塑性,最后在梁端形成塑性鉸,發(fā)展到失穩(wěn),柱腳沒有進入塑性。
　　建立與試驗一致的有限元模型,將結(jié)果

3、與試驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證有限元模型的可靠性。利用ANSYS對本課題進行深入的研究拓展:(1)分別研究拉伸、壓縮和不均勻沉降三種地表變形作用下的門式剛架平面穩(wěn)定性能。(2)將門式剛架置于采動區(qū)地表變形的工況進行研究。考慮不同梁柱線剛比、斜梁坡度以及柱腳約束情況的門式剛架的平面穩(wěn)定性的變化特點。(3)在采動區(qū)內(nèi)各單一動態(tài)地表變形作用下,找出對門式剛架穩(wěn)定影響起主要作用的變形,總結(jié)合理選位要求。
　　通過這一系列的研究表明,拉伸地表變形

4、對門式剛架的穩(wěn)定性能產(chǎn)生較大影響,造成結(jié)構(gòu)的承載能力降低。壓縮和不均勻沉降地表變形對于柱腳剛接的門式剛架,在一定程度范圍內(nèi),會提高結(jié)構(gòu)的承載能力;而對于柱腳鉸接的門式剛架,會降低結(jié)構(gòu)的承載力。門式剛架位于采動區(qū)盆地內(nèi),如若希望結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受地表變形的擾動更小,可以選用柱腳鉸接的形式。如希望結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性和承載能力可以選用柱腳剛接的形式。柱腳剛接門式剛架盡量設(shè)置于采動區(qū)壓縮區(qū)域內(nèi),避開拉伸區(qū)域,而柱腳鉸接的可盡量選擇在盆地邊緣,盡量