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提出了格构式构件整体稳定性分析的等效惯性矩法,在保持构件轴向尺寸不变的前提下,实现了格构式结构向实腹式结构的等效,给出了其等效惯性矩的计算方法。并将其应用于具有主副臂结构的桁架式起重机的整体稳定性及结构变形的验算。借助通用有限元程序对FZQ1650动臂式塔机的实际全结构模型及等效模型进行了分析,算例表明,等效惯性矩法有足够的工程计算分析精度。

关键词：等效惯性矩法格构式构件主副臂结构桁架起重机整体稳定性

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不同截面的格构式构件受力性能分析与对比

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低温建筑技术 2021年第7期43卷 53-56页

作者：张天成廖志良廖云虎赵海博马雪利马萌洋安徽建筑大学土木工程学院合肥230601 中铁四局集团第一工程有限公司合肥230041

为了研究不同截面的格构式结构的受力性能,文中利用有限元分析软件,对3种截面形式的既有模型受力性能进行分析。结果表明矩形截面的模型力学性能最为优越,L形截面的模型力学性能最差,最后给出设计建议,为结构设计和格构式构件的仿真分... 详细信息

为了研究不同截面的格构式结构的受力性能,文中利用有限元分析软件,对3种截面形式的既有模型受力性能进行分析。结果表明矩形截面的模型力学性能最为优越,L形截面的模型力学性能最差,最后给出设计建议,为结构设计和格构式构件的仿真分析提供了借鉴。

关键词：格构式构件构件承载力结构设计

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格构式轴压构件稳定性计算及精度分析

格构式轴压构件稳定性计算及精度分析

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作者：任体旺哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

该文运用二阶理论推导的精确梁杆系统有限元方法对格构式轴压构件的整体稳定性进行了分析.格构式构件实际上是由众多梁杆单元组成的高阶超静定系统,其整体稳定性无法用常规的微分方程方法求解;而传统的结构力学和相应设计规范中折算成... 详细信息

该文运用二阶理论推导的精确梁杆系统有限元方法对格构式轴压构件的整体稳定性进行了分析.格构式构件实际上是由众多梁杆单元组成的高阶超静定系统,其整体稳定性无法用常规的微分方程方法求解;而传统的结构力学和相应设计规范中折算成实腹柱的方法虽沿用多年,但其计算精度及合理应用范围尚无明确定论,该文希望通过精确梁杆系统有限元理论得出有益工程应用的检验结论.文中基于有限元方法在梁杆结构稳定性分析中的应用,对常规非线性有限元方法和精确有限元方法进行了比较,从中可知,常规非线性有限元方法只不过是精确有限元方法的近似表达.该文对两种方法进行了精度分析,并绘制了对比曲线.在轴力较小时,两者精度相差不大,一旦轴力达到0.4倍的欧拉临界力时,常规非线性方法将带来不可忽视的误差.常规非线性有限元方法只有通过细分单元,以使每个新单元的欧拉临界力远大于轴力方可保证计算精度与该文方法接近.在精确的梁杆稳定性分析基础上,该文对常见的几种格构式构件进行了稳定性分析,并以此为依据对长期沿用的格构式构件的整体稳定临界力折算长纽比计算公式进行了校核.对长期沿用公式的一些局限及不足,该文相应的提出了补充或改进公式,以期对格构式构件稳定临界力计算公式的修正提供必要的参考.

关键词：精确有限元格构式构件整体稳定性折算长细比

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一种四边角钢格构式构件

一种四边角钢格构式构件

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作者：王小良 721599 陕西省宝鸡市麟游县两亭镇园子坪村

一种四边角钢格构式构件，包括分支角钢、第一檩条角钢和第二檩条角钢；两根分支角钢平行设置，且角钢的凹面相对设置，两根分支角钢的凹面之间固定设置有若干第二檩条角钢，两根分支角钢和若干第二檩条角钢形成角钢板结构；两个角钢板... 详细信息

标准号: CN208803773U

一种四边角钢格构式构件，包括分支角钢、第一檩条角钢和第二檩条角钢；两根分支角钢平行设置，且角钢的凹面相对设置，两根分支角钢的凹面之间固定设置有若干第二檩条角钢，两根分支角钢和若干第二檩条角钢形成角钢板结构；两个角钢板结构相互平行设置，两个角钢板结构之间在同一水平面的两个分支角钢的凹面之间固定设置有若干第一檩条角钢，两个角钢板结构和第一檩条角钢形成四边角钢格构式构件，且四边角钢格构式构件内相邻的分支角钢的凹面均相对设置。本实用新型采用格构式构件，格构式构件的组成构件用钢量较小，在相同承载能力的前提下，格构式比实腹式的自重更轻。

关键词：角钢格构式构件檩条角钢板凹面四边固定设置平行设置相对设置本实用新型承载能力同一水平组成构件格构式实腹式钢量

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一种钢结构格构式构件组成

一种钢结构格构式构件组成

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作者：艾文明曹荣舒志平 331700 江西省南昌市进贤县经济开发区高新园(江西安昆工业设备有限公司内)

本实用新型涉及格构式构件技术领域，且公开了一种钢结构格构式构件组成，包括两组预制构件，预制构件外表面的底部与固定框的内壁固定连接，两组固定框的相对侧分别与连接板的左右两侧固定连接，预制构件上开设有三组滑动孔，滑动孔的... 详细信息

标准号: CN214832772U

本实用新型涉及格构式构件技术领域，且公开了一种钢结构格构式构件组成，包括两组预制构件，预制构件外表面的底部与固定框的内壁固定连接，两组固定框的相对侧分别与连接板的左右两侧固定连接，预制构件上开设有三组滑动孔，滑动孔的底部内壁固定连接有第一导向柱，第一导向柱的外壁与限位块的底部滑动连接。该钢结构格构式构件组成，通过设置支撑板和滑块相配合，使得两组预制构件的相对侧分别与连接构件的左右两侧固定连接，提高了装置的稳定效果，通过设置第一导向柱和第二导向柱，使得滑块带动支撑板进入滑动孔，以降低装置的安装难度，提高了装置的安装速度，从而实现工期的缩短并提高了工程的安全质量。

关键词：预制构件导向柱格构式构件滑动孔两组左右两侧钢结构固定框支撑板滑块本实用新型安装难度底部内壁滑动连接降低装置连接构件稳定效果连接板限位块内壁外壁配合安全

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格构式压弯构件平面内稳定分析

格构式压弯构件平面内稳定分析

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作者：刘书江浙江大学

学位级别：硕士

本文对钢结构中常用的格构式柱子和格构式压弯构件进行了平面内弹塑性稳定的研究。采用了两完全相同双轴对称工字型截面组成的缀条式构件作为研究对象。主要有三部分内容：一是对运用ANSYS通用有限元程序中可以考虑几何和材料双重非线... 详细信息

本文对钢结构中常用的格构式柱子和格构式压弯构件进行了平面内弹塑性稳定的研究。采用了两完全相同双轴对称工字型截面组成的缀条式构件作为研究对象。主要有三部分内容：一是对运用ANSYS通用有限元程序中可以考虑几何和材料双重非线性的Beam189单元进行格构式柱和格构式梁柱的计算分析的正确性进行了研究，通过大量计算验证了此数值分析方法的正确性。二是运用前述方法，引入整体和局部(柱肢)初弯曲和残余应力的影响，用考虑几何和材料双重非线性的有限元方法求得缀条柱的弹塑性极限承载力，通过对不同截面尺寸构件在不同长细比下的承载力计算，并从单肢稳定出发对结果进行拟合，得到了适应性更好的缀条柱平面内弯曲稳定系数φ的计算公式。三是对我国各本钢结构设计规范中格构式压弯构件的平面内稳定计算公式与数值分析的结果进行了对比，定量地说明了当前格构式压弯构件平面内稳定性计算公式存在偏不安全的问题。运用前述方法，引入初弯曲和残余应力的影响，用考虑几何和材料双重非线性的有限元方法求得构件在不同轴力和弯矩比例作用下的弹塑性极限承载力，对不同截面尺寸构件在不同长细比下的承载力进行计算。根据数值分析结果，本文建议对格构式压弯构件采用与实腹式压弯构件相同的计算公式计算。

关键词：格构式构件压弯构件平面内稳定极限承载力

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江阴长江大跨越铁塔构件和节点设计

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电力勘测设计 2018年第11期30卷 55-59页

作者：蔡钧杨元春左元龙华东电力设计院有限公司上海200001

500 kV江阴长江大跨越采用组合角钢的结构型式,是目前世界上最高的型钢结构输电铁塔。文章通过对其主要构件及连接设计的阐述,论证格构式型钢结构仍然是输电铁塔一种安全实用的结构形式,旨在为特大型跨越塔的设计提供借鉴。本塔构件设... 详细信息

500 kV江阴长江大跨越采用组合角钢的结构型式,是目前世界上最高的型钢结构输电铁塔。文章通过对其主要构件及连接设计的阐述,论证格构式型钢结构仍然是输电铁塔一种安全实用的结构形式,旨在为特大型跨越塔的设计提供借鉴。本塔构件设计采用当时有效的中国规范,构件连接和节点设计采用欧盟标准。

关键词：江阴长江大跨越格构式构件实腹式构件连接节点

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直筒-锥段型钢结构冷却塔的设计方法研究

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工业建筑 2023年第11期53卷 145-155,138页

作者：潘亮曹家豪薛强王凯兰旭王小良西北农林科技大学基建规划处陕西咸阳712100 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建大装配式钢结构研究院有限公司西安710055 陕西能源麟北发电有限公司陕西宝鸡721000

提出一种直筒-锥段型钢结构冷却塔,并选取了混凝土冷却塔作为参照进行了比选研究,验证了钢结构冷却塔在技术上的可实现性和结构的可靠性,其成本和工期均较混凝土冷却塔少。为便于计算和工程应用,依据推导所得出的四边角钢格构式构件轴... 详细信息

提出一种直筒-锥段型钢结构冷却塔,并选取了混凝土冷却塔作为参照进行了比选研究,验证了钢结构冷却塔在技术上的可实现性和结构的可靠性,其成本和工期均较混凝土冷却塔少。为便于计算和工程应用,依据推导所得出的四边角钢格构式构件轴向、抗弯、剪切和抗扭刚度等计算式,针对性地提出了箱型薄壁单元的等效代换原理和计算方法,同时引出了相关系数对刚度进行修正,再利用有限元作进一步校核。研究发现,所提出的截面刚度等效代换精度较高,可满足工程精度需求。通过引入轴力负刚度,得到适用于一般空间结构的计算长度系数算式。

关键词：直筒-锥段型钢结构冷却塔格构式构件等效代换负刚度计算长度系数

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格构式大柔度起重机梁杆系统几何非线性与稳定性分析研究

格构式大柔度起重机梁杆系统几何非线性与稳定性分析研究

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作者：王佳哈尔滨工业大学

学位级别：博士

大型起重机梁杆系统多由复杂的格构式构件所构成，其结构纤细柔长，在重载作用下，其结构稳定性和非线性问题显得格外重要。为合理利用和发挥材料性能，起重机结构多采用变截面格构式或实腹式构件及其复合结构形式，其边界条件特殊，对... 详细信息

大型起重机梁杆系统多由复杂的格构式构件所构成，其结构纤细柔长，在重载作用下，其结构稳定性和非线性问题显得格外重要。为合理利用和发挥材料性能，起重机结构多采用变截面格构式或实腹式构件及其复合结构形式，其边界条件特殊，对起重机结构系统的建模与分析带来更大的困难与复杂性。如何对大柔度起重机梁杆结构的稳定性和几何非线性问题进行高效、高精度的建模、分析与求解，一直以来都是众多学者关注的焦点。基于此,本文以具有变截面构件的格构式大柔度起重机梁杆系统为研究对象，对梁杆系统的稳定性和几何非线性分析方法进行研究和讨论。\n 鉴于变截面构件在工程实际中应用广泛，而传统的分析方法相对低效。介绍了一种通过静力凝聚获得高精度变截面梁单元刚度阵的新方法。基于变截面Euler-Bernoulli梁单元基本假定，给出了一种推导截面特性沿单元轴向连续变化的变截面梁刚度矩阵的新思路。使用五次 Hermite插值函数建立单元的横向位移场；使用二次Lagrange插值函数建立单元的轴向和扭转位移场，结合非线性有限元理论和变截面 Euler-Bernoulli梁单元之基本假定，首先推导了一种新型变截面三节点 Euler-Bernoulli梁单元之切线刚度阵；然后通过静力凝聚方法消除中间节点自由度，得到了一种新型两节点变截面梁单元。该新型变截面梁单元切线刚度阵中的每一项都是轴力P和变截面系数λ多项式。当变截面系数λ=时，该变截面梁单元可很好的退化为一种高精度的等截面 Euler-Bernoulli0梁单元。本文单元与传统的两节点梁单元具有相同的自由度数和分布。\n 应用本文提出的变截面梁单元，对若干典型的变截面构件的稳定性和二阶效应问题进行了计算。分析结果表明，本文单元只需将每个变截面构件划分为1个单元即可得到非常准确的结果，其分析误差小于1%。而使用传统有限元方法需要将每个构件划分为8个单元才能达同样的计算精度。可见本文单元较之以传统变截面梁单元具有较高的计算精度和求解效率。\n 基于更新拉格朗日格式和随动坐标法，结合本文提出的变截面梁单元之切线刚度阵，以变形后的构型为参考构型，建立简支式单元随动坐标系，推导了随动坐标系与整体坐标系的坐标转换关系；进而得到本文单元在整体坐标系下大位移全量和增量平衡方程；以Compaq Visual Fortran6.0为平台，编写了变截面梁杆系统大位移非线性分析的计算程序。由于本文单元在变截面系数λ取零时，可退化为一个高精度的等截面梁单元。因此本文程序可分析变截面和等截面结构以及其组合结构。通过对几个经典算例的分析表明，本文单元在变截面和等截面梁杆系统的几何非线性分析方面同样具有很高的计算精度和计算效率。\n 实腹等效法是分析梁式格构式构件的常用方法，传统的对于梁式格构式构件的稳定性分析多采用折算长度的方法，然而，当分析由多个格构式构件与实腹构件组成的组合结构时，由于折算长度方法改变了结构系统的几何关系而不再适用。为此，本文提出了基于侧向变形与结构稳定性等效原则的格构式构件的等效惯性矩法，并给出了各种形式格构式构件等效惯性矩的计算公式，实现了在不改变结构几何尺寸的前提下，格构式构件向实腹式构件的等效。以FZQ1650型动臂塔机的整体稳定性和线性静力分析为例，证明了等效惯性矩法在实际工程中的实用性和适用性。\n 最后，以上述理论为基础，对QLY9096型风电塔机进行了稳定性和几何非线性分析，以验证本文理论在实际工程中的应用。为说明几何非线性理论在实际工程中应用的必要性，本文对QLY9096型风电塔机分别进行了线性分析、二阶效应分析和几何非线性分析。分析结果表明，一般线性有限元分析方法的计算误差最大的可达17%以上，远远超出了工程设计的允许的误差范围，可见线性理论已不再适于工程应用；而在本例中，基于二阶理论的有限元分析结果与大位移几何非线性分析结果相差不大，总体上满足工程设计需要。在兼顾计算效率和求解精度的条件下，采用二阶理论进行分析是可行的；在非线性程度更高的大柔度情况下，欲得到更精确的结果，则可采用本文给出的大位移几何非线性理论进行计算分析。

关键词：大型起重机梁杆系统格构式构件几何非线性稳定性分析

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