集装箱房抗侧刚度分析Ⅱ:侧板开洞影响

发布时间：2019-11-16 02:06

【摘要】：根据使用功能的需要,工程中往往需要对集装箱房进行开洞处理,而这会对其抗侧刚度产生较大影响.为得到侧板开洞集装箱房的抗侧刚度计算公式,本文研究了侧板开洞对边界焊接波纹蒙皮结构的折减系数以及不同的开洞形式对折减系数的影响.首先,根据欧洲蒙皮理论对集装箱侧板开洞形式进行了限制,并推导了相应的折减系数计算公式.然后,利用ABAQUS有限元模拟方法对理论进行验证,并针对限制条件中容易超出的3条(窗形洞口的高度、形状以及门形洞口的位置)进行超限分析.最后,利用课题组已有试验数据,对开洞集装箱的有限元建模方法进行验证.结果表明:窗形开洞会导致洞口四周发生明显的应力集中现象,使得整体抗侧刚度大幅削弱,而洞口四周进行加固处理则能有效抑制这种现象;实际工程中,宜优先考虑开设圆形洞口,其平滑对称的形状能削弱应力集中现象,在同等采光面积的前提下,相对方形洞口更为有利;而门形开洞对洞口位置敏感,应该尽量居中布置,否则会导致明显的局部效应.
【图文】：

集装箱,侧板,形式,抗侧刚度

开洞形式进行限定;基于能量理论，结合有限元数值模拟，针对均布荷载作用下的开洞集装箱抗侧刚度及限定细则的合理性进行推导、论证，并用已有试验数据对有限元建模方法进行验证．1基于欧洲蒙皮理论的开洞形式欧洲蒙皮理论［16－17］把洞口形式分为两类，见图1．!!"!"#!$"#!"#!##!$%&’(!$)&’*+,-./$!"$!##"##$!#!*+,-"%&’0123%(’4123!图1集装箱侧板开洞的两种形式Fig．1Twoopeningtypesofcontainersideplate欧洲蒙皮理论分别对两种洞口形式进行了规定和限制，将其移植到集装箱房．窗形洞口应满足3点要求:1)洞口应按行列对齐分布;2)洞口总高度不超过侧板总高度的1/3;3)洞口间距及到边缘的距离至少等于洞口的宽度．门形洞口应满足3点要求:1)洞口总高度超过侧板总高度2/3;2)洞口的宽度不超过侧板总长度的25%;3)洞口两侧的距离———a1和a2相差不超过20%．2开洞抗侧刚度计算理论均布荷载下，集装箱侧板开洞会导致其抗侧刚度发生明显折减，具体计算式为K'z=κ×Kz，(1)式中:K'z为均布荷载下，开洞后的集装箱抗侧刚度;Kz为均布荷载下，整箱的抗侧刚度;κ为均布荷载下，刚度折减系数．从式(1)可看出，确定开洞集装箱抗侧刚度的关键在于求解不同的洞口形式所对应的折减系数κ．2．1窗形开洞根据欧洲蒙皮理论，满足限制的开洞并不会让蒙皮结构的变形机理产生本质变化．因此，开洞侧板仍仅发生剪切变形，但开洞会导致蒙皮板沿长度方向的变形不再连续，见图2中实折线．然而，由于集装箱上下侧梁同蒙皮板焊接，二者变形相互协调;且由于洞口尺寸的限制，使得洞口区域的变形突变并不大，因此其最终变形仍然趋于平滑，见图2中虚

窗形,侧板,剪切变形,蒙皮

洞抗侧刚度计算理论均布荷载下，集装箱侧板开洞会导致其抗侧刚度发生明显折减，具体计算式为K'z=κ×Kz，(1)式中:K'z为均布荷载下，开洞后的集装箱抗侧刚度;Kz为均布荷载下，整箱的抗侧刚度;κ为均布荷载下，刚度折减系数．从式(1)可看出，确定开洞集装箱抗侧刚度的关键在于求解不同的洞口形式所对应的折减系数κ．2．1窗形开洞根据欧洲蒙皮理论，满足限制的开洞并不会让蒙皮结构的变形机理产生本质变化．因此，开洞侧板仍仅发生剪切变形，但开洞会导致蒙皮板沿长度方向的变形不再连续，见图2中实折线．然而，由于集装箱上下侧梁同蒙皮板焊接，二者变形相互协调;且由于洞口尺寸的限制，使得洞口区域的变形突变并不大，因此其最终变形仍然趋于平滑，见图2中虚线．由于蒙皮板仅受剪力作用，不考虑弯曲变形，根据欧洲蒙皮理论，可近似认为它两个方向的剪应变互等．!!!"#$图2窗形开洞的侧板剪切变形Fig．2Thesheardeformationofsideplatewithwindowshapedopenings根据以上分析，以洞口左右两侧边缘为边界对蒙皮板进行分割，划分成若干区域，见图3．将洞口从左到右依次命名为Hi，将区域内不带洞口的板块从左到右依次命名为Sk，将区域内带洞口的板块命名为Hij，，其中i代表板块所在的洞口区域，j代表板块在区域内的上下位置．由于欧洲蒙皮理论并未对洞口四周是否加固进行要求，因此，分窗形洞口加固与不加固进行讨论．!!"!#"!!$!#$!!%"""""""$#"#%$!"$#"$!$"$""$"$$#$图3窗形开洞的侧板区域划分Fig．3Thedivisionofsideplatewithwindowopenings2．1．1洞口四周有加固在开洞区域的板块，其变形会发生突变，大于相

【相似文献】