高层钢框架支撑结构多尺度风致疲劳分析方法
本文选题:高层钢结构 + 梁柱焊接节点 ; 参考:《东南大学学报(自然科学版)》2017年01期
【摘要】:为了研究高层钢结构风致疲劳性能,提出了一种由整体尺度到局部节点尺度再到局部焊缝尺度的结构多尺度疲劳分析方法.选取某高层钢框架支撑结构为实际工程,模拟了相应的风荷载,通过建立结构的多尺度有限元模型,对模型进行时程分析,确定了结构应力较为集中的梁柱节点,并得到其应力集中的区域.然后,采用热点应力法对裂纹萌生寿命进行评估,并研究了单元类型及网格划分尺寸对结果的影响.结果表明:该结构底层边跨梁柱节点内侧梁上翼缘板的侧下部易产生较大的应力集中而萌生疲劳裂纹;对于焊缝附近的网格划分类型来说,线性单元及网格尺寸4 mm已基本满足精度需要;该工程的疲劳裂纹萌生寿命为335 a.
[Abstract]:In order to study the wind-induced fatigue properties of high-rise steel structures, a multi-scale fatigue analysis method for high-rise steel structures is proposed, which includes global scale, local joint scale and local weld scale. In this paper, a high-rise steel frame bracing structure is selected as a practical project, and the corresponding wind load is simulated. By establishing the multi-scale finite element model of the structure, the time-history analysis of the model is carried out, and the Liang Zhu node with relatively concentrated structural stress is determined. The region of stress concentration is obtained. Then, the crack initiation life is evaluated by hot spot stress method, and the effect of element type and mesh size on the results is studied. The results show that the lower part of the upper flange plate of the inner beam of Liang Zhu joint at the bottom side of the structure is prone to stress concentration and fatigue crack initiation, and for the meshing type near the weld seam, The linear element and mesh size of 4 mm have basically satisfied the need of precision, and the fatigue crack initiation life of the project is 335 a.
【作者单位】: 东南大学土木工程学院;北京建筑大学土木与交通工程学院;兰州理工大学防震减灾研究所;
【基金】:国家自然科学基金重点资助项目(51438002);国家自然科学基金资助项目(51278104) 中国博士后科学基金资助项目(2015M571641)
【分类号】:TU973.13
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,本文编号:1869953
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