装配式钢结构建筑桁架承载力的研究

装配式钢结构建筑就是指将房子的预制构件、零部件在加工厂生产加工、制做进行后，运往当场开展拼装的预制构件装配式建筑建筑。装配式建筑具备生产制造周期时间短、抗震等级使用性能、建筑室内空间布局灵便、合理使用的面积大、综合性经济收益好等优势。有材料显示信息，到未来十年全世界城市化率可能超出30%，到时候，住宅以及配套设施的基础设施建设要求都将变成世界城市基本建设的关键挑战之一。为考虑城市化进程迅速的规定，建筑工业化是一条行之有效的路面。2017年，全国性共生产制造粗钢8.23亿多吨，在我国粗中国钢铁产量已占全球中国钢铁产量的50.26%。在经济发展降速、提高构造转变，关键用钢制造行业要求变缓的状况下，中国钢铁产量持续上升，抑止了钢铁价格。在不锈钢板材生产量升高、价格波动，国家提倡基本建设城镇化发展的背景图下，装配式钢结构建筑终将获得快速发展趋势。

一、有限元实体模型

1.几何模型：以便比照不一样跨度下、不一样弦杆规格下钢桁架梁的支承特性，人们各自创建3300mm、3600mm、3900mm、4060mm、4200mm5种跨度下的钢桁架梁，钢桁架梁均选用Q235钢材，有限元实体模型选用solid187实体线模块。

2.原材料本构模型：应力应变关联选用三曲线实体模型来仿真模拟，它能够仿真模拟多线形转向头灯加强效用，考虑到包辛格效用，实体模型剖析选用Mises妥协规则及有关流动性规则。

3.网格图区划：本钢桁架梁实体模型的行为主体一部分构件多、样子不规律，选用solid187四面实体线模块，它是进阶3维10连接点固态结构单元，在二次偏移方式下能够尽快仿真模拟不规律桁架梁。挑选有效网格图相对密度开展随意网格图区划；为避免衔接一部分模块畸型，延展性保护层垫块一样采用随意网格图，区划为四面体模块，以完成测算高效率和精密度的均衡。

4.边界条件：桁架梁两边柱座下边各自加上刚度保护层垫块，以便仿真模拟梁两边柱座下边的绞接橡胶支座，对刚度保护层垫块开展绞接线管束，对保护层垫块底端面中心线上全部连接点的x、y、z方位平动可玩性开展管束。

5.载入规章制度：对桁架梁开展离散系统基桩剖析，求出选用力收敛性规则，运用Newton-Raphson均衡迭代法激话弦长法开展离散系统求出，开启全自动時间步长操纵及线形检索运用创建的有限元实体模型，对桁架梁释放均尼龙布料载荷，全部载入分释放作用力载荷、在桁架梁上链上表层释放均尼龙布料载荷2个载荷步。

二、比较有限无数值剖析

应用大中型通用性有限元软件ANSYS创建跨度3300mm、3600mm、3900mm、4060mm、4200mm的细致离散系统有限元实体模型。该实体模型选用静态数据剖析，在求出全过程中，考虑到实体模型的几何图形离散系统、原材料离散系统及其地应力刚化效用，求出种类挑选“大形变基桩”，迭代更新方法依照默认设置选择项，输出测算的全部的载荷步和子步的结果。

1.地应力遍布：根据有限元离散系统剖析,对装配式钢结构建筑桁架梁在纵向载荷下的極限承载力、形变特点和毁坏形状开展研究，进而寻找桁架梁的支承基础薄弱地区，对地应力遍布和发展趋势规律性做进一步科学研究，从实质上得到钢桁架梁的工作中特性和毁坏原理。实验数据显示，5种跨度的桁架梁在極限载荷功效下的地应力遍布规律性基本一致，相同跨度下不一样弦杆规格的桁架梁在極限载荷功效下的地应力遍布规律性也基本一致。弦杆地应力超过腹杆，弦杆受力承担弯距，腹杆受剪应力，全部桁架梁考虑标准“强剪弱弯”的设计方案规定。

2.形变状况：因为钢桁架梁偏移关键反映在纵向刚度上，因而获得極限载荷功效下的z向偏移云图。试验显示信息，極限纵向载荷功效下，z向偏移最高值坐落于梁跨中弦杆处。跨度越大、弦杆规格越小，跨中偏移越大，但整体的形变遍布规律性一致。充分考虑z向偏移在总体形变中起操纵功效，故获取5种跨度梁的z向偏移较大点的z向偏移及相匹配的纵向载荷值，绘图各跨度桁架梁的载荷偏移曲线图。实验显示信息，每个跨度下桁架梁实体模型z向载荷偏移曲线图发展趋向基本一致。纵向载荷较钟头，载荷—偏移曲线图成线形遍布，构造处在延展性环节；伴随着载荷慢慢增加，桁架梁跨中上弦杆先做到妥协；再次增加纵向载荷功效，桁架梁跨中弦杆处曲屈形变极速提高，主要表现出塑性变形特点。

三、依据

根据对钢桁架梁开展基桩离散系统剖析，比照跨度及构件规格对桁架梁支承特性的危害，科学研究桁架梁在载荷功效下的地应力遍布和形变状况，获得下列依据：根据数据分析所知，钢桁架梁伴随着跨度扩大，極限承载能力慢慢减少，但每个跨度下桁架梁在極限载荷功效下的地应力遍布及形变规律性基本一致。适度扩大弦杆规格，在确保合理配置毁坏方式前提条件下，能合理地提升桁架梁的極限承载能力。钢桁架梁毁坏时塑性变形区关键在跨中弦杆处，而腹杆相对性支承较小，跨中弦杆在于腹杆毁坏，考虑“强剪弱弯”的设计方案规定。几类桁架梁極限载荷为妥协载荷的1.3倍上下，表明预制构件从妥协到毁坏有一定的安全性贮备室内空间，可确保预制构件安全性合理。