某螺栓球节点网架厂房坍塌事故分析

发布时间：2017-04-12 22:22

  本文关键词：某螺栓球节点网架厂房坍塌事故分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺栓球网架指的是以焊接钢管或无缝钢管作为杆件,以螺栓球作为节点,通过高强度螺栓进行连接的一种网架结构形式,具有外形美观、重量较轻,受力合理、制作简单、适用跨度大等优点,被广泛运用于工业与民用建筑当中。在螺栓球网架结构快速发展的同时,也存在着一些问题,螺栓球网架坍塌事故仍然屡有发生,需要引起高度重视,对于螺栓球网架事故,要进行仔细的分析,探明事故原因,总结经验教训,完善技术缺陷,促使我国钢结构行业朝着更加安全更加健康的方向前行。本文以山西某螺栓球节点网架厂房坍塌事故为研究背景,通过对坍塌区域网架进行现场观察、变形测量、断口分析和取样试验等手段进行研究,并分别采用MIDAS、ANSYS和FLUENT分析软件进行模拟分析,并仿真网架的破坏过程,得出坍塌原因。本文主要内容有:(1)通过坍塌现场的观察与测量,寻找事故发生关键线索,包括构件尺寸测量、施工质量检测、断口宏观分析和拍照留证等,并留取坍塌区域杆构件样品。(2)对留取的钢管和高强度螺栓进行材性试验,包括力学性能试验和化学成分的检测,对比标准参数找出使用13年后的杆构件性能与成分的变化,并对螺栓断口进行断口微观分析,确定高强度螺栓断裂类型。(3)采用FLUENT流体动力学仿真软件建立风洞模型,模拟风荷载作用大小;采用MIDAS有限元分析软件,建立网架模型进行模拟,验证原设计是否合理,并分析各杆件的受力情况,研究高强度螺栓疲劳断口出现的原因,寻找危险杆构件,模拟网架坍塌过程;采用ANSYS有限元分析软件进行动力学分析,研究假拧螺栓拉拖原因。(4)针对现场普查过程中发现的高强度螺栓假拧现象,进行高强度螺栓的假拧疲劳试验,M30高强度螺栓试验进行7组,拧进深度均控制为3圈螺纹,得到试验结果,并将结果与已有拧进深度1.1d的高强螺栓试验数据进行对比,寻找M30高强度螺栓假拧3圈螺纹疲劳强度的影响程度。(5)研究得出该螺栓球节点网架厂房坍塌事故发生原因,并结合以上研究内容提出建议。
【关键词】：螺栓球网架 高强度螺栓 疲劳断裂 事故
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU356;TU312.3
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-12
• 1.2 螺栓球网架事故及研究现状12-16
• 1.2.1 螺栓球网架事故12-13
• 1.2.2 螺栓球网架事故研究现状13-16
• 1.3 本文研究内容16-19
• 第二章 螺栓球网架事故原因分析19-33
• 2.1 工程概况19
• 2.2 事故经过19-20
• 2.3 现场普查20-23
• 2.3.1 销钉缺失21
• 2.3.2 螺栓假拧21-22
• 2.3.3 疲劳断口22
• 2.3.4 积灰问题22-23
• 2.4 室内试验23-33
• 2.4.1 钢材的化学成分检测23-26
• 2.4.2 钢材的力学性能试验26-29
• 2.4.3 高强度螺栓的其他性能检测29-30
• 2.4.4 高强度螺栓的断口分析30-33
• 第三章 螺栓球网架坍塌过程仿真33-77
• 3.1 风荷载CFD数值模拟33-36
• 3.1.1 计算模型33-34
• 3.1.2 边界条件34
• 3.1.3 计算结果34-36
• 3.2 螺栓球网架受力分析36-68
• 3.3 S1上弦杆连接M33高强度螺栓疲劳断裂分析68-70
• 3.3.1 高强度螺栓应力集中68-70
• 3.3.2 S1上弦杆连接M33高强度螺栓疲劳断裂70
• 3.4 F1腹杆连接M42高强度螺栓滑脱分析70-72
• 3.5 网架坍塌过程分析72-77
• 第四章 高强度螺栓假拧疲劳试验77-87
• 4.1 高强度螺栓假拧疲劳试验的意义77-78
• 4.2 试验方案78-80
• 4.2.1 试件设计78
• 4.2.2 加载装置78-79
• 4.2.3 试验过程79-80
• 4.3 试验数据分析与处理80-82
• 4.4 疲劳破坏机理82-84
• 4.5 试验结论84-87
• 第五章 结论与建议87-89
• 5.1 结论87
• 5.2 建议87-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-95
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文95

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