【摘 要】
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本文通过有限元数值分析方法对三个不同跨高比的单榀三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架的受力机理进行了研究,得到三角形屋架的破坏模式为屋架整体屈曲破坏,且破坏位置为屋架的上弦杆与下弦杆交界处的上弦杆压弯破坏以及下弦杆的屈曲破坏;相对于下弦杆,上弦杆的变形较为明显。首先,对Nuthaporn Nuttayasakul的带屋盖的两榀三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架进行了试验验证;在此条件下对单榀三角形豪威氏冷弯薄壁
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本文通过有限元数值分析方法对三个不同跨高比的单榀三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架的受力机理进行了研究,得到三角形屋架的破坏模式为屋架整体屈曲破坏,且破坏位置为屋架的上弦杆与下弦杆交界处的上弦杆压弯破坏以及下弦杆的屈曲破坏;相对于下弦杆,上弦杆的变形较为明显。首先,对Nuthaporn Nuttayasakul的带屋盖的两榀三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架进行了试验验证;在此条件下对单榀三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架的屋架跨高比、跨度、弦杆和腹杆厚度、水平荷载、弦杆和腹杆尺寸、屋架类型以及弦杆截面形式影响屋架竖向承载能力、屈服荷载和弹性刚度等因素进行了变参数分析。通过分析可得:三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架的最大承载力和屈服荷载随着屋架跨高比的增加而增加,弹性刚度呈现先增大后减小的趋势。随着三角形屋架跨度的加大,三角形屋架的最大承载力、屈服荷载和弹性刚度逐渐减小。随着三角形屋架杆件厚度的加大,最大承载力、屈服荷载和弹性刚度是逐渐增大的,弦杆有着比腹杆更明显的提升。随着三角形屋架杆件尺寸的加大,最大承载力和弹性刚度逐渐增大,屈服荷载是先增大后减小的。相较于普通U形弦杆、帽形弦杆及复杂帽形弦杆,三角形屋架的最大承载力、屈服荷载和弹性刚度是依次增加的。水平荷载的存在会使得三角形屋架的最大承载力和弹性刚度降低,屈服荷载是先减小后增加的,迎风面的屋架破坏模式现对于背风面的破坏模式迎风面的下弦杆破坏更为明显。对于跨高比比较小的三角形屋架选用Fink屋架有着更高的最大承载力和屈服荷载,对于跨高比比较大的三角形屋架选用Double Fink屋架有着更高的最大承载力、屈服荷载以及弹性刚度。其次,对单榀三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架进行了稳定分析,根据结构稳定分析的概念,分析了三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架的线弹性稳定和非线性稳定,确定了三角形屋架线弹性荷载系数和非线性荷载系数。最后,通过对三角形豪威氏冷弯薄壁型钢屋架进行试设计,验证现有规范的适用性。
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