[發明專利]蒙皮局部應用于桁架組合結構及其安全性的分析測算方法

有效

• 申請號: 201210032881.6
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102733543A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 陳星;譚堅;張衛東;區彤;陳雄;劉雪兵;王忠秋;關超
• 申請（專利權）人: 廣東省建筑設計研究院;廣東杭蕭鋼構有限公司
• 主分類號: E04C3/08
• 分類號: E04C3/08;G06F17/50
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 劉小敏

1.一種蒙皮局部應用于桁架上的組合結構，包括桁架和檁條，其特征是：在所述桁架的上表面上或者在所述桁架的下表面上鋪設有蒙皮鋼板，所述檁條位于所述蒙皮鋼板的上方。

2.根據權利要求1所述的蒙皮局部應用于桁架上的組合結構，其特征在于：所述的蒙皮鋼板通過角焊縫或者熔透焊或者螺栓連接方式連接在所述桁架上。

3.根據權利要求2所述的蒙皮局部應用于桁架上的組合結構，其特征在于：當蒙皮鋼板在自重作用下的撓度超過1/500的跨度時，在所述蒙皮鋼板的上表面或者下表面上增設加勁板，并沿蒙皮鋼板的跨度方向間隔排列，所述加勁板的兩端與桁架相連接。

4.根據權利要求1所述的蒙皮局部應用于桁架上的組合結構，其特征在于：所述蒙皮鋼板通過自攻、自鉆螺絲或熱熔銷釘、螺栓與桁架上的構件連接。

5.根據權利要求1～4任一項所述的蒙皮局部應用于桁架上的組合結構，其特征在于：鋪設有蒙皮鋼板的桁架的應力減小幅度大于或者等于20％或者變形減小幅度大于或者等于20％。

6.一種根據權利要求1所述蒙皮局部應用于桁架上的組合結構方式之安全性的分析測算方法，其特征在于是在有限元模擬平臺上進行分析計算，具體包括以下步驟：

(1)原始數據采集：采集建立桁架體系所需的數據；

(2)將原始數據輸入有限元模擬系統中，建立起桁架體系的結構有限元模型；

(3)對桁架體系進行應力測算、分析，當桁架體系上的某區域無法滿足受力及變形要求時，得出需要鋪設蒙皮鋼板的區域；

(4)在步驟(3)獲得的未滿足受力或變形要求的桁架區域上設置蒙皮鋼板，將組成蒙皮鋼板的鋼板單元的厚度、鋼板單元的數量和區域大小的初始數據輸入結構有限元模型中，其中，蒙皮鋼板采用結構有限元模型中的二維單元進行模擬，建立蒙皮鋼板的計算機三維初始力學模型；

(5)在有限元模擬平臺上對蒙皮鋼板的三維初始力學模型進行分析計算，測算在設置了所述蒙皮鋼板區域的桁架體系是否滿足了受力及變形要求；

a)如滿足了要求，所選的蒙皮鋼板的厚度即作為確定的蒙皮數據進入步驟(7)；

b)如未滿足要求，則進入步驟(6)；

(6)調整鋼板單元的厚度，輸入結構有限元三維力學模型中，修正三維力學模型，再次測算在設置了所述蒙皮鋼板區域的桁架體系是否滿足了受力及變形要求；

a)如滿足了要求，所選的蒙皮鋼板的厚度即作為確定的蒙皮數據進入步驟(7)；

b)如未滿足要求，重復步驟(6)；

即在步驟(6)中反復調整蒙皮鋼板的厚度可以使桁架體系滿足受力及變形要求為止，最終確定蒙皮鋼板的厚度；

(7)計算分析蒙皮鋼板的von-Mises等效應力，查看蒙皮鋼板是否滿足受力及變形要求；

a)如滿足了要求，進入步驟(8)；

b)如未滿足要求，重復步驟(6)；

(8)根據von-Mises等效應力結果、蒙皮鋼板與桁架主體結構、屋面板結構的關系來確定不同應力區域的蒙皮鋼板與桁架體系的連接方式。

(9)將計算所得的結果輸出。

7.根據權利要求6所述的分析測算方法，其特征在于：在所述步驟(4)中，所述二維單元為殼單元或者板單元。

8.根據權利要求7所述的分析測算方法，其特征在于：所述鋼板單元的外緣輪廓與其固定在桁架體系上相應的框架形狀相吻合。

9.根據權利要求8所述的分析測算方法，其特征在于：在完成步驟(8)之后，測算分析蒙皮鋼板的應力及蒙皮鋼板與桁架體系的連接強度是否滿足受力要求，其中，測算蒙皮鋼板與桁架體系的連接強度即指測算蒙皮鋼板與桁架體系之間連接結構的強度；

a)當滿足要求，轉入步驟(9)；

b)當不滿足要求，重復步驟(6)。

10.根據權利要求6所述的分析測算方法，其特征在于：所述步驟(1)中的原始數據采集是指：將預定的或者已經建好的桁架體系的構件、結構跨度、截面形式、荷載參數、材料、邊界條件數據輸入有限元模擬系統中。