鋼結(jié)構(gòu)反力架試驗(yàn)與數(shù)值分析.pdf

1、與常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的鋼結(jié)構(gòu)反力架主要在極限狀態(tài)下承載力和正常使用狀態(tài)下控制指標(biāo)有所不同，且能為試驗(yàn)構(gòu)件提供足夠的反力。目前，該類結(jié)構(gòu)的驗(yàn)收往往是根據(jù)用戶需求自行完成，缺乏一定的規(guī)范性和可借鑒性，為此，本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)室鋼結(jié)構(gòu)反力架的驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果及有限元分析結(jié)果，為推廣此類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)收工作提供一定的設(shè)計(jì)依據(jù)和驗(yàn)收方法參考。本文所完成研究工作如下:
　　(1)本文詳細(xì)的介紹了結(jié)構(gòu)動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室鋼結(jié)構(gòu)豎向反力架和水平反力架的加載

2、驗(yàn)收方案、試驗(yàn)加載過(guò)程。豎向反力架加載采用液壓加載系統(tǒng)，荷載從0-200t逐級(jí)加載;水平反力架加載采用作動(dòng)器施加荷載，施加荷載為推20t，拉16t的周期反復(fù)加載。在兩個(gè)試驗(yàn)加載過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)變儀對(duì)豎向反力架的主梁ZL、輔梁FL的應(yīng)變片以及高強(qiáng)度螺栓群應(yīng)變花進(jìn)行監(jiān)測(cè);對(duì)水平反力架的主梁及支撐加勁肋進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測(cè)，可繪制反力架與測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變變化曲線;并通過(guò)百分表對(duì)反力架的支座、主梁的位移進(jìn)行直接觀測(cè)，由位移變化可知主梁及其支座的撓度變化，繪

3、制主梁各點(diǎn)的位移圖。再根據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)豎向反力架主梁ZL的應(yīng)變結(jié)果，采用條帶法計(jì)算出主梁跨中和主梁離支座2008mm處的實(shí)際彎矩值分別為3377.95kN·m，2609.55kN·m，實(shí)際加載值為245t，均能滿足反力架的承載力要求。在該試驗(yàn)中，也同時(shí)可得試驗(yàn)對(duì)箱型地基的變形及位移應(yīng)變監(jiān)測(cè)結(jié)果。
　　(2)利用有限元分析軟件SAP2000對(duì)鋼結(jié)構(gòu)豎向和水平反力架加載結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬分析建模，以及對(duì)箱型基礎(chǔ)采用殼單元建模，根據(jù)試驗(yàn)情況施

4、加荷載作用在反力架上運(yùn)行可知豎向反力架跨中彎矩為2723.69kN·m和主梁離支座2008mm處的分析彎矩值為1988.01kN·m。在具備試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果和數(shù)值分析結(jié)果的情況下，分別對(duì)反力架、箱型基礎(chǔ)進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:試驗(yàn)結(jié)果預(yù)分析結(jié)果在誤差范圍之內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)反力架均能滿足200t豎向、水平加載要求，且反力架與箱型基礎(chǔ)經(jīng)觀測(cè)均無(wú)明顯變形，受力處于彈性工作范圍內(nèi)，可驗(yàn)證反力架能滿足為其他結(jié)構(gòu)試驗(yàn)提供反力的要求。同時(shí)，本文的有限元分析簡(jiǎn)單