悬臂式铝合金支吊架受力性能研究
发布时间：2021-11-25 15:17
支吊架是建筑安装行业里重要的组成部分,铝合金支吊架因其轻材质、防腐蚀、易成形、回收残值高等优点得以在给排水、供暖、电气、通讯、通风等设施支撑系统中逐步应用。目前铝合金支吊架多以悬臂形式应用为主,市面上该产品质量参差不齐,力学研究较少。本文提出一种适用于铝合金槽道齿牙成型的新型铝合金材料,并通过数值分析方法,对新型支吊架整体及组成构件、连接件进行研究,提出了各组件相应的优化形式。首先,完成了新型铝合金材料的材性试验研究工作,对2种壁厚的型材进行了材性试验研究,详细介绍了材性试验的实施过程,对试验数据进行处理,并与Ramberg-Osgood模型进行了对比验证,对铝合金本构关系模型适用性进行探讨。然后利用有限元程序ABAQUS考虑几何非线性、材料非线性、初始几何缺陷,对所有试件进行了模拟计算。在此基础上,通过对有限元模型的合理简化处理,对铝合金支吊架各组件及组件之间的连接性能进行了大量的有限元变参数分析,具体包括板件厚度、齿牙规格及尺寸、加劲倾角等多个变量,对比不同受力状态下试件的破坏模式和稳定承载力。在计算分析的基础上,对比分析了钢制铝合金支吊架与铝合金支吊架在受力、使用寿命、可靠性、安...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
房建中应用
西安建筑科技大学硕士学位论文11.绪论1.1引言综合管线支吊架是建筑安装行业里重要的组成部分，是用来固定、保护、规范整个安装体系的关键环节，主要承担在有限空间内布置的各类水管道、电缆桥架、风管等，确保管道系统安全运行而设立的一整套综合管线支吊架解决方案。我国正处于城市化快速发展当中，地铁、高铁、地下管廊、大型机械装备、隧道工程等大型项目日新月异，带动安装行业迅猛发展，关系到整个建筑的能源供给、电力输送、弱电控制、消防系统、信息传输等各个系统的平稳运行。当前，国内外综合管线支吊架均是沿用德国哈芬、慧鱼、乔达和瑞士喜利得产品，据业内统计，这些产品的应用占比达90%以上。随着对综合管线支吊架的需求随之增加，对产品质量和寿命周期相应的提出了更严格的要求。当前支吊架企业良莠不齐，产品种类繁多，很多质量不合格的产品进入市常传统支吊架以碳钢为原材料，表面做热镀锌防腐处理，这种防腐处理工艺会产生大量有害物质，对环境和工人都会产生较大的危害。随着铝合金挤压成型技术、冷轧、热轧技术的有效提高，制铝成本的降低，铝合金产品也逐渐应用于综合管线支吊架领域。目前我国对铝合金支吊架的研究与应用仍处于初步探索阶段，理论尚不成熟，技术标准、规范尚未形成，对铝合金支吊架力学性能的研究迫在眉睫。1.2支吊架应用支吊架适用性很高，可用于民用建筑、工业建筑、农业建筑等相配套的给通讯、通风、采暖、电气、排水等工程，如图1.1~图1.4所示。图1.1房建中应用图1.2综合管廊中应用
西安建筑科技大学硕士学位论文2图1.3地铁隧道中应用图1.4工业厂房中应用1.3研究现状1.3.1支吊架的发展概况及研究现状1.通用支吊架选型及布置研究上世纪90年代末期喜利得产品进入中国，便拉开了我国综合管线支吊架在建筑业当中的应用。支吊架工程中，选型大多依据经验，张鸿儒[0F1]等尝试从锚固连接的承载力、主受力构件的承载力、焊缝承载力三方面对支吊架的受力性能进行分析，以达到支吊架选型的经济和优化，但是该研究缺乏对支吊架体系整体受力性能的研究。杨向涛[1F2]、金婷婷[2F3]、刘天彦[3F4]等分析了各类石油化工管道支吊架运行的安全因素，从支吊架荷载及挠度入手，根据支吊架的选用原则，给出了石油化工管道固定支吊架、滑动支吊架、减振支吊架的选用方法。杨梅[4F5]等人则从火电厂粉煤管道、汽水管道支吊架入手，对当前支吊架设计手册及现行的设计规范存在一些不相符的规定提出修改建议，例如碳钢牌号选娶设计荷载、设计温度等，但是否具有普适性还需进一步研究。周超[5F6]对机电管线的排布进行研究，提出管线排布需考虑主体结构形式、材料、设置要求、管线标识等因素，同时对比分析了传统支吊架与装配式支吊架在耗材、投入、工期等方面的优劣，装配式支吊架适合项目快速施工，经济省时等优点。卢炯平[6F7]提出采用BIM技术对支吊架施工方案进行可视化、精准化建模，并可在建模过程中对管线布置进行优化，完成放线及校核工作避免了支吊架与预埋管道或主筋的位置干涉，大大提高了安装效率，适合管线支吊架的设计、施工使用。2.抗震支吊架选型研究抗震支吊架需要在一般支吊架基础上考虑抗震体系及抗震斜撑、拉杆、连接
【参考文献】：
期刊论文
[1]2024-T42铝合金低中应变率力学性能及本构关系[J]. 张宇,王彬文,刘小川,惠旭龙,白春玉. 振动与冲击. 2020(02)
[2]7003铝合金本构模型参数和力学性能研究[J]. 徐云,胡玉梅,赵为民,李杰. 机械强度. 2019(06)
[3]北京大兴国际机场航站楼抗震支吊架应用研究[J]. 石松,王鑫,李振威,张正,刘计宅,许博斯,车越. 施工技术. 2019(14)
[4]基于BIM的地铁车站管线综合支吊架施工技术[J]. 卢炯平. 城市住宅. 2019(07)
[5]铝合金螺栓连接抗剪低周疲劳试验及寿命预测[J]. 刘红波,马景,韩锐,陈昆. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(S2)
[6]管道系统金属橡胶支吊架性能实验研究[J]. 刘天彦,李朋洲,张鲲,李鑫. 核动力工程. 2019(S1)
[7]铝合金框架螺栓连接节点有限元分析[J]. 林奂斌,王昊,邹铮轩,罗齐芬,施昶泽,林宴文,王羽恒. 福建建材. 2019(06)
[8]建筑管道抗震支吊架力学性能有限元分析[J]. 史旦达,谢文远,孔戈,刘文白,别亦白. 计算机辅助工程. 2019(02)
[9]石油化工管道支吊架的布置及选用[J]. 杨向涛. 盐科学与化工. 2019(03)
[10]国产铝合金材料滞回本构模型研究[J]. 王丽,郭小农,刘林林,朱劭骏. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(11)
博士论文
[1]平板型铝合金格栅结构板式节点的受力性能研究[D]. 陈伟刚.浙江大学 2015
硕士论文
[1]抗震支吊架抗震性能研究[D]. 陈晨.广州大学 2019
[2]铝合金空间网格结构扣压式屋面系统抗风揭性能研究[D]. 谌绍尧.天津大学 2018
[3]6082-T6铝合金箱型及H型截面受弯构件试验与承载力计算方法研究[D]. 戚仁平.哈尔滨工业大学 2017
[4]H型高强铝合金压弯构件稳定承载力试验研究与数值分析[D]. 杨旭.哈尔滨工业大学 2013
[5]高强铝合金整体与局部耦合稳定性能研究[D]. 吴海.哈尔滨工业大学 2011
[6]5A02铝合金搅拌摩擦焊接工艺及温度场研究[D]. 苏晓莉.西安建筑科技大学 2006
[7]轴心受压铝合金圆管构件稳定承载力研究[D]. 李新忠.西安建筑科技大学 2004
[8]铝合金的搅拌摩擦焊接工艺研究[D]. 阿荣.兰州理工大学 2004
本文编号：3518404
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
房建中应用
西安建筑科技大学硕士学位论文11.绪论1.1引言综合管线支吊架是建筑安装行业里重要的组成部分，是用来固定、保护、规范整个安装体系的关键环节，主要承担在有限空间内布置的各类水管道、电缆桥架、风管等，确保管道系统安全运行而设立的一整套综合管线支吊架解决方案。我国正处于城市化快速发展当中，地铁、高铁、地下管廊、大型机械装备、隧道工程等大型项目日新月异，带动安装行业迅猛发展，关系到整个建筑的能源供给、电力输送、弱电控制、消防系统、信息传输等各个系统的平稳运行。当前，国内外综合管线支吊架均是沿用德国哈芬、慧鱼、乔达和瑞士喜利得产品，据业内统计，这些产品的应用占比达90%以上。随着对综合管线支吊架的需求随之增加，对产品质量和寿命周期相应的提出了更严格的要求。当前支吊架企业良莠不齐，产品种类繁多，很多质量不合格的产品进入市常传统支吊架以碳钢为原材料，表面做热镀锌防腐处理，这种防腐处理工艺会产生大量有害物质，对环境和工人都会产生较大的危害。随着铝合金挤压成型技术、冷轧、热轧技术的有效提高，制铝成本的降低，铝合金产品也逐渐应用于综合管线支吊架领域。目前我国对铝合金支吊架的研究与应用仍处于初步探索阶段，理论尚不成熟，技术标准、规范尚未形成，对铝合金支吊架力学性能的研究迫在眉睫。1.2支吊架应用支吊架适用性很高，可用于民用建筑、工业建筑、农业建筑等相配套的给通讯、通风、采暖、电气、排水等工程，如图1.1~图1.4所示。图1.1房建中应用图1.2综合管廊中应用
西安建筑科技大学硕士学位论文2图1.3地铁隧道中应用图1.4工业厂房中应用1.3研究现状1.3.1支吊架的发展概况及研究现状1.通用支吊架选型及布置研究上世纪90年代末期喜利得产品进入中国，便拉开了我国综合管线支吊架在建筑业当中的应用。支吊架工程中，选型大多依据经验，张鸿儒[0F1]等尝试从锚固连接的承载力、主受力构件的承载力、焊缝承载力三方面对支吊架的受力性能进行分析，以达到支吊架选型的经济和优化，但是该研究缺乏对支吊架体系整体受力性能的研究。杨向涛[1F2]、金婷婷[2F3]、刘天彦[3F4]等分析了各类石油化工管道支吊架运行的安全因素，从支吊架荷载及挠度入手，根据支吊架的选用原则，给出了石油化工管道固定支吊架、滑动支吊架、减振支吊架的选用方法。杨梅[4F5]等人则从火电厂粉煤管道、汽水管道支吊架入手，对当前支吊架设计手册及现行的设计规范存在一些不相符的规定提出修改建议，例如碳钢牌号选娶设计荷载、设计温度等，但是否具有普适性还需进一步研究。周超[5F6]对机电管线的排布进行研究，提出管线排布需考虑主体结构形式、材料、设置要求、管线标识等因素，同时对比分析了传统支吊架与装配式支吊架在耗材、投入、工期等方面的优劣，装配式支吊架适合项目快速施工，经济省时等优点。卢炯平[6F7]提出采用BIM技术对支吊架施工方案进行可视化、精准化建模，并可在建模过程中对管线布置进行优化，完成放线及校核工作避免了支吊架与预埋管道或主筋的位置干涉，大大提高了安装效率，适合管线支吊架的设计、施工使用。2.抗震支吊架选型研究抗震支吊架需要在一般支吊架基础上考虑抗震体系及抗震斜撑、拉杆、连接
【参考文献】：
期刊论文
[1]2024-T42铝合金低中应变率力学性能及本构关系[J]. 张宇,王彬文,刘小川,惠旭龙,白春玉. 振动与冲击. 2020(02)
[2]7003铝合金本构模型参数和力学性能研究[J]. 徐云,胡玉梅,赵为民,李杰. 机械强度. 2019(06)
[3]北京大兴国际机场航站楼抗震支吊架应用研究[J]. 石松,王鑫,李振威,张正,刘计宅,许博斯,车越. 施工技术. 2019(14)
[4]基于BIM的地铁车站管线综合支吊架施工技术[J]. 卢炯平. 城市住宅. 2019(07)
[5]铝合金螺栓连接抗剪低周疲劳试验及寿命预测[J]. 刘红波,马景,韩锐,陈昆. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(S2)
[6]管道系统金属橡胶支吊架性能实验研究[J]. 刘天彦,李朋洲,张鲲,李鑫. 核动力工程. 2019(S1)
[7]铝合金框架螺栓连接节点有限元分析[J]. 林奂斌,王昊,邹铮轩,罗齐芬,施昶泽,林宴文,王羽恒. 福建建材. 2019(06)
[8]建筑管道抗震支吊架力学性能有限元分析[J]. 史旦达,谢文远,孔戈,刘文白,别亦白. 计算机辅助工程. 2019(02)
[9]石油化工管道支吊架的布置及选用[J]. 杨向涛. 盐科学与化工. 2019(03)
[10]国产铝合金材料滞回本构模型研究[J]. 王丽,郭小农,刘林林,朱劭骏. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(11)
博士论文
[1]平板型铝合金格栅结构板式节点的受力性能研究[D]. 陈伟刚.浙江大学 2015
硕士论文
[1]抗震支吊架抗震性能研究[D]. 陈晨.广州大学 2019
[2]铝合金空间网格结构扣压式屋面系统抗风揭性能研究[D]. 谌绍尧.天津大学 2018
[3]6082-T6铝合金箱型及H型截面受弯构件试验与承载力计算方法研究[D]. 戚仁平.哈尔滨工业大学 2017
[4]H型高强铝合金压弯构件稳定承载力试验研究与数值分析[D]. 杨旭.哈尔滨工业大学 2013
[5]高强铝合金整体与局部耦合稳定性能研究[D]. 吴海.哈尔滨工业大学 2011
[6]5A02铝合金搅拌摩擦焊接工艺及温度场研究[D]. 苏晓莉.西安建筑科技大学 2006
[7]轴心受压铝合金圆管构件稳定承载力研究[D]. 李新忠.西安建筑科技大学 2004
[8]铝合金的搅拌摩擦焊接工艺研究[D]. 阿荣.兰州理工大学 2004
本文编号：3518404
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