【公开课】基于Workbench复杂异形空间钢结构节点承载力有限元复核计算

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当前,随着我国经济及科技的不断发展,越来越多的新型建筑出现,尤其是大型公共建筑,包括机场、体育馆等很多时候都采用大型空间钢结构作为建筑物的屋盖结构体系,空间钢结构结构形式多种多样,如网壳结构、网架结构、弦支穹顶结构、悬索结构等。伴随着结构形式的多样化,空间钢结构节点越来越趋于复杂化和异形化,传统的计算软件以及规范在一定程度上已经不能满足计算要求,而这时常常需要有限元软件来对节点进行承载力的复核计算。
常用的空间钢结构节点形式有:螺栓球节点、焊接球节点、相贯节点、铸钢节点等,下图为一些节点的工厂图片。

【水哥直播课】如何采用ANSYS对复杂异形空间钢结构节点承载力进行有限元复核计算

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复杂的焊接球节点、相贯节点及铸钢节点常需进行弹塑性有限元分析来确定其极限承载能力,节点分析重点在于建立节点的实体模型及提取、施加节点所受荷载。
结合规范要求以及个人在节点分析板块的分析经验,钢结构节点分析的一般性原则如下:

1 复杂、重要、典型节点的有限元分析宜采用实体单元进行弹塑性分析。对铸钢节点,在节点与构件连接处、节点内外表面拐角处等易于产生应力集中的部位,实体单元的最大边长不应大于该处最薄壁厚,其余部位的单元尺寸可适当增大,但单元尺寸变化宜平缓。(单元划分准则)

2 节点的有限元分析中,根据节点的具体约束形式确定与实际情况相似的边界条件。

3 节点的有限元分析中,作用在节点上的外荷载和约束力的平衡条件应与设计内力一致。

4 节点承受多种荷载工况时,可根据经验将提取的最具代表性的一种荷载工况下的设计内力乘以1.1~1.3的内力放大系数,作为所有工况下的设计内力。

5 为了减少计算资源要求和节省计算时间,并防止非节点区过早破坏,更好地分析节点区的受力状态,宜对非节点区设置成弹性材料进行分析。

6 进行弹塑性有限元分析时,节点材料的应力-应变曲线宜采用具有一定强化刚度的二折线模型。复杂应力状态下的强度准则应采用von Mises屈服条件。

7.。。。。。

常用的有限元分析软件可以选择ANSYS、ABAQUS、MidasFea,但无论选择哪一种软件,分析的流程基本一致:

1、确定分析对象;

2、几何实体模型的建立;

3、提取节点内力和等效节点力(关键);

4、最佳约束的选取(关键);

5、施加荷载、求解结构位移曲线曲线,根据曲线判定节点承载力。

为了让各位粉丝更加了解采用ANSYS软件进行节点承载力复核计算的一般思路和操作流程,本次公开课主题为:

如何采用ANSYS进行空间钢结构节点承载力进行有限元复合计算—以某弧形空间管桁架结构节点计算为例

本次课研究内容:

以某机场的指廊结构为例,该结构造型较为复杂,多腹杆,受力体系特别,构件之间复杂相贯,小夹角,节点计算超越规范,本次公开课以柱脚节点计算为例,演示采用ANSYS进行节点计算的全过程。

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本次公开课大纲:

1、空间钢结构节点分析一般性原则;

2、节点有限元分析流程;

3、采用ANSYS进行节点分析基本步骤;

4、案例实操–以弧形管桁架结构节点计算为例。

本次公开课使用软件:

Midas Gen 8.3、Rhino7.0、ANSYS Workbench2021、ANSYS APDL,最近在学习水哥新出的《Workbench2021初级系列教程》同学千万不能错过哟,一个很好的包含前处理到求解阶段的WB实例~

     观看地址:

1、点击此处进入B站观看

2、点击此处进入腾讯课堂观看

祝好

ANSYS结构院

2021.7.16    

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