不同腐蚀情况下正放四角锥网架的静动力性能分析

摘要

进入新世纪以来,随着社会发展的需求,网架结构已经在国内建筑市场普及应用。作为成熟的大跨度空间结构形式,其以空间受力、节省钢材等优点被工程界所认可。各种体育场馆和工业厂房的屋盖结构多数采用网架结构,其中游泳馆、干煤棚、化工厂房等网架结构的服役环境往往是高腐蚀性的,随着防腐涂层的老化、损伤、破裂,结构构件不可避免地发生腐蚀,从而导致结构部分甚至整体出现承载能力或变形能力的不足,引起工程事故的发生。
　　 为了研究腐蚀对网架结构的影响,本文利用有限元方法模拟正放四角锥网架,以此作为数值试验的模型。通过计算得到结构腐蚀前后的状态,获得结构的一些参数的变化,这些参数主要是指结构杆件应力和节点位移。在此基础上,通过对比分析为网架结构腐蚀作用提供一些有价值的参考结论。主要内容如下:
　　 1.在铰支的情况下,采用ANSYS有限元软件分别建立上弦腐蚀、腹杆腐蚀、下弦腐蚀及它们同时腐蚀的正放四角锥网架模型。每种腐蚀分七种情况,腐蚀是按网架杆件厚度百分比从外围至内部递减形式。使用ANSYS有限元软件对每种腐蚀情况下正放四角锥网架进行静力分析,得到结构杆件的应力及节点位移。通过与未腐蚀时的结构杆件应力和节点位移进行对比,从而了解不同腐蚀情况下各个杆件对网架静力性能的影响。
　　 2.在铰支的情况下,在ANSYS环境中建立与静力分析时一样的模型,对正放四角锥网架结构的抗震性能采用时程分析反应谱法进行了研究。在ANSYS有限元软件中,采用时程分析法对网架进行了8度多遇地震作用下的动力性能分析,得到结构杆件的应力及节点位移,并同未腐蚀时的网架结构。