北京豐臺鐵路樞紐站房工程是國內(nèi)首座雙層車場鐵路站房。站房工程進(jìn)站廳與高速站臺雨棚連為一體,進(jìn)站廳與高速場雨棚屋蓋均采用十字形鋼柱加雙向桁架結(jié)構(gòu)體系。本文研究了屋蓋鋼結(jié)構(gòu)柱的整體穩(wěn)定性能,采用準(zhǔn)直接分析法驗(yàn)證了鋼柱設(shè)計(jì)的安全可靠。對比了屋面水平支撐不同設(shè)置方式對屋面整體剛度的影響,結(jié)果表明在柱剛度和屋面桁架系統(tǒng)水平剛度均較大的情況下,水平支撐對屋面剛度影響不大。 

【文章來源】：建筑科學(xué). 2020,36(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

中間溫度區(qū)段有限元三維模型

在線性屈曲分析中，將整個屋面結(jié)構(gòu)所受的恒加活荷載進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)組合，然后提取該組合下的柱內(nèi)力直接以節(jié)點(diǎn)力形式作用于柱頂節(jié)點(diǎn)上，去除了繁雜的屋蓋系統(tǒng)局部屈曲模態(tài)，得到了整體結(jié)構(gòu)的線性屈曲模態(tài)。結(jié)構(gòu)剛度與荷載分布決定的最低階變形模態(tài)如圖7所示，結(jié)構(gòu)的第一、二階整體屈曲模態(tài)基本類似，二階屈曲形式與圖中列出的一階屈曲模態(tài)呈反對稱分布，為上方屋面X向屈曲變形大，前兩階模態(tài)的屈曲特征值均為73左右；第三階屈曲模態(tài)為Y方向整體屈曲，屈曲特征值為113。由上述線性屈曲分析可知，結(jié)構(gòu)的最不利整體失穩(wěn)形式為沿X方向失穩(wěn)，因而，按照柱高1/250的比例在模型中對屋蓋施加X向初始位移缺陷進(jìn)行幾何非線性屈曲分析。

圖8(a）、（b）分別為典型進(jìn)站廳屋蓋柱與典型雨棚柱的幾何非線性屈曲荷載位移曲線，可見結(jié)構(gòu)的幾何非線性極限荷載系數(shù)在恒加活標(biāo)準(zhǔn)組合的25倍左右。需要說明一下，由于荷載位移曲線的極限荷載在很短的荷載增量中迅速達(dá)到，用全比例的曲線很難觀察到曲線的變化，因而在繪制曲線的過程中放大了接近屈曲的幾個荷載步的比例，使得曲線變化趨勢更為便于觀察。圖8(c）為結(jié)構(gòu)在即將達(dá)到幾何非線性屈曲極限狀態(tài)時的變形情況，可見結(jié)構(gòu)的屈曲變形模式，與線性屈曲模態(tài)及初始缺陷施加模式一致，均為X向整體失穩(wěn)。Midas Gen程序不支持同時考慮幾何非線性與材料非線性的靜力求解分析模式，按照軟件供應(yīng)商的建議需采用Pushover分析模式，將柱設(shè)置為分布塑性鉸構(gòu)件，利用塑性鉸的本構(gòu)關(guān)系實(shí)現(xiàn)對材料非線性的模擬。因而本文采用上述模擬分析模式，利用Pushover求解對結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行同時考慮幾何非線性與材料分線性的雙重非線性分析。塑性鉸本構(gòu)關(guān)系采用三折線骨架曲線，剛度折減由程序自動計(jì)算，將分析中可能發(fā)生屈曲的所有鋼柱設(shè)置為分布塑性鉸，雙非線性分析結(jié)果如圖9所示。


本文編號：2961780