一些工程计算分析实例

工程实例一

某体育馆装饰用薄钢板出现严重变形,对其进行了基于大变形理论上的有限元分析

采用八节点板单元,单元节点坐标

工况一:上下支座存在竖向初始安装误差

得到变形图如左所示,同时可以得到:

上下支座存在竖向初始安装误差节点平面内竖向位移图

节点平面外位移图

节点总位移图

 

工况二:上下支座存在平面内横向安装误差

得到变形图如左所示,同时可以得到:

上下支座存在平面内横向安装误差节点平面内横向位移图

节点平面外位移图

 

工况三:左右支座存在横向初始安装误差

此时屈曲变形很小,不是控制因素

 

工况四:上下支座安装上下不对齐,存在初始倾角

上下支座安装上下不对齐,存在初始倾角得到变形图如左所示,同时可以得到:

节点平面外位移图

 

 

对挠度的理论推导

设挠度曲线为圆弧,L为原长,f为挠度

1

支座竖向位移为 2

很小的时候,对(1)做taylor展开并化简

同理,整理(2)式得到

假设支座位移,则,则挠度达到

从理论分析可见支座安装误差将被放大10倍!与有限元分析结果相一致。

由上述分析我们可以得出以下结论:由上下支座安装的平面内竖向初偏差和平面内横向初偏差对变形影响最大,
且综合考虑钢板实际变形情况,我们认为,主要原因是上下支座安装存在问题造成这种结果。

 

工程实例二

某钢结构复合拱结构的内力分析和设计

某钢结构拱,采用折线拉杆抵抗水平推力,进行截面设计和校核

工况一:静载+活载+风荷载

得到弯矩图如下所示,同时可以得到:

弯矩图 剪力图 轴力图 变形图

静载+活载+风荷载

工况二:静载+风荷载

得到弯矩图如下所示,同时可以得到:

弯矩图 剪力图 轴力图 变形图

静载+风荷载

工况三:静载+活载

得到弯矩图如下所示,同时可以得到:

弯矩图 剪力图 轴力图 变形图

静载+活载

工况四:静载+活载+地震作用

得到弯矩图如下所示,同时可以得到:

弯矩图 剪力图 轴力图 变形图

静载+活载+地震作用

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