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山东货架:立体库货架钢结构的有限元分析

立体库货架钢结构的结构庞大、负载复杂,为了运输方便,设计为可拆卸连接结构。故立体库货架钢结构大多以高强度螺栓连接。货架钢结构在承受风载、雪载、地震载荷以及屋面检修载荷的作用时,货架是否有足够的强度、刚度、稳定性是设计者最关心的问题。在设计过程中,采用有限元分析方法能够确定结构的强度、刚度和稳定性临界载荷。

本课题应用ANSYS有限元分析软件,以某立体库货架钢结构为研究对象,做了以下几个方面的工作:1、采用参数化语言建立货架钢结构有限元模型;2、进行静力学分析,确定结构是否具有足够的强度和刚度;3、进行模态分析,确定结构的固有频率和振型;4、进行稳定性分析,计算出结构的临界载荷;5、进行地震载荷谱分析和地震载荷时间历程响应分析,确定结构在地震载荷作用下的应力和位移分布规律;6、计算法兰连接处螺栓、螺母和法兰强度以及应力分布规律,计算螺栓预紧力及摩擦系数对强度的影响。

分析结构表明,该货架钢结构在各种载荷组合作用下结构具有足够的强度、刚度;计算出结构的临界载荷值为8.0005;对结构进行地震载荷谱分析和时间历程响应分析,计算结构具有很大的强度和刚度安全裕度;通过对法兰连接处强度进行计算,确定法兰连接处螺栓预紧力20000N比较合适,由计算结果可知,摩擦系数计算结果影响较小。本论文的研究结果为其它钢结构分析提供了依据,也为优化设计奠定了基础。