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风荷载作用下组合式移动房屋的试验研究

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-09-13 2:12:50 * 浏览: 22
提供证据。结构外形图和尺寸图如图所示。 1试验介绍1.1装载方案根据国家标准试验方法151的规定,对可移动房间使用的材料进行取样并测试材料性能。可移动室中使用的铝合金材料的屈服强度为215MPa,弹性模量为70,000MPa。静态加载的方式。它分两部分进行:第一部分研究了第九风中0.35kN / m2移动房屋框架的承载力和变形性能,第二部分研究了整体移动房屋的承载力和变形性能。极限风荷载。由于门桶部分在风荷载作用下对结构具有良好的效果,因此在试验中没有安装门桶部分。均匀的风荷载转换为点荷载,并根据装载过程中的等效力原理施加到房屋框架上。在该测试中,使用两个液压致动器来提供侧壁风压。分布式梁系统将致动器的集中载荷分配到可移动房间的每个装载点。两个液压执行器由计算机控制,用于同步加载。两个液压千斤顶提供侧壁风吸,集中梁负载通过分配梁系统分配到装载点,两个千斤顶由油泵控制同步加载。反向链提供屋顶风吸力,并通过屋顶分配梁系统将负载分配到每个装载点。由于三组加载系统由计算机控制,其他加载系统都是手动控制的,不能同时进行同步。因此,三组系统按照液压致动器,液压千斤顶和反向链的顺序依次加载。三组装载系统将相互影响并导致交叉卸载。因此,经过多次调整后,可以实现各部分的负荷。试验前,首先在风荷载上加载20%的负荷,使试件的各个部位都处于良好的接触状态,进入正常工作状态,并验证试验装置的可靠性,检查是否所有观察仪器正常工作与否,消除部件之间的间隙和由滑块161等因素引起的支撑误差。房屋框架的负荷分为两个阶段:第一阶段为0.175kN / m2,第二阶段为0.35kN / m2(九级风)。房屋的总体负荷分为三个阶段:第一阶段为0.35kN / m2(九级风),第二阶段为0.(十风),第三阶段为0.65kN / m2(十一风)。 1.2载荷分布梁系统载荷分布梁截面选择根据GB50017-2003“钢结构设计规范171”,主梁的允许挠度为跨度的1/400,并且向后计算分配梁的最小截面。墙体分布梁系统的最终选择是:第一和第二分配梁是宽法兰H形钢HW100X100,第三和第四分布梁是宽法兰H形钢HW150X150,墙体分布梁系统,如。为了使柱在负载下根据实际风荷载旋转,每级的传输梁通过可旋转的耳板连接(如图所示)。为方便起见,如图所示,相同的分配梁系统用于背风墙和迎风墙。屋顶分布梁系统的设计方法与墙体分布梁系统的设计方法相同,但屋顶桁架两侧各设有三个加载点。由于整个壁分布梁系统的大质量,壁分布梁系统在结构上具有向外的力。同时,有必要考虑分配光束可沿风向水平移动。因此,它安装在第三级分配光束下。定向滑动轴承。因此,整个液压伺服系统的装载必须首先克服分配梁和方向滑动轴承之间的摩擦力,以施加到房屋框架的框架上。可以计算出壁分布的滑动力在定向滑动轴承前面的梁系统和作用在墙壁上的风荷载以及屋顶梁系统的自攻应用于屋顶。净负荷比较可以忽略不计。因此,认为由装载系统产生的负载直接作用于房屋的结构。 1.3试验点布置为了反映结构的应力状态,主要测量数据是屋顶桁架的垂直挠度,柱顶的水平位移,脊的水平位移,屋顶桁架的应力和柱子的压力。由于结构和负载的对称性,该测试仅将测量点放置在房屋的一半中。屋顶桁架的数量为W1,W2,W3(从中间桁架到两侧)并且在东西方向上对称布置。东列号为B12223(从南到北),西列号为Z4,Z5,Z6。 (从北到南),如。负载:负载传感器安装在电液伺服液压加载系统,千斤顶和反向链的末端,共六个。应变:介质1至8是每个屋架的应变测量点,分别设置在屋顶桁架的两端,屋顶桁架的下桁架与屋顶桁架的交叉点,山脊的两侧,下弦和脊的交点,在桁架的上下两侧设有一个应变仪。柱1,2和3上的应变点的位置是柱的顶部,柱的底部和柱。应变仪布置在柱的内侧和外侧中的每一侧上。共有84个应变计。位移:位移测量有两种,一种是水平位移,另一种是垂直位移。水平位移由位移计测量,位移计布置在柱顶部和桁架节点上,总共九个。由于屋顶桁架在风荷载作用下的垂直位移,会发生水平位移。在结构外部构造的脚手架上安装精度为1mm的方形纸(如图所示),以测量屋顶桁架的垂直偏转。 2试验现象和数据分析书签5房屋框架在风荷载0.35kN / m2的作用下具有较大的水平位移,屋顶桁架向上弯曲较大。由于柱的水平位移较大,定向滑动轴承限制了柱的向下位移。因此,中心柱和角柱柱具有与接地环梁不同的分离度。梁柱角撑板具有大的变形。在0.65kN / m2的风荷载下,整个房屋有轻微的鼓胀,墙板被拉起,每个柱的底部在柱和地面环梁之间有不同的分离程度(如0所示)。 2.2风荷载下屋顶桁架7各测量点的应力表明:在下图中,系列1是房屋框架的弯矩(位移)曲线,风荷载为0.175kN / m2,系列2为风房屋框架的载荷为0.35kN / m2。时间弯矩(位移)曲线,系列3是整个建筑物在风荷载下的弯曲力矩(位移)曲线,系列4是当风荷载为0.50时整个房屋的弯矩(位移)曲线。 kN / m2,系列5是风荷载为0.65kN / m2时整个房屋的弯矩(位移)曲线。 a)从屋架的弯矩曲线可以看出,在风荷载作用下的房屋框架和整个房屋中,三桁架桁架的弯矩曲线较小,背风面的弯矩较小。相对较大。房屋框架两端节点处的弯矩很大。屋顶桁架的下弦与屋顶桁架交叉的内力很大。随着载荷增加,截面弯矩增加。在安装屋顶板和墙板后,桁架的内力不仅大大减小,而且分布相对平坦,桁架两侧的内力分布趋于对称分布。 (2)由于框架的大水平位移在风荷载作用下,桁架两端的桁架和柱节处的内力较大。在整个房屋中,桁架和柱节点的内力很小。 (3)由于山墙的横向墙和W3上的山墙柱的加强作用,房屋框架中W3的内力远小于W1和W2的内力。此外,在0.35kN / m2的相同风荷载下,房屋框架W3的弯矩曲线与整个房屋W3的弯矩曲线差别不大,曲线趋势基本相同。结果表明,在风荷载作用下,山墙柱屋架的加固起着重要作用。 2.3在风荷载作用下,在柱弯曲力矩曲线书签8(1)2中,在风荷载作用下,框架柱的弯曲度随着荷载的增加而增大。与房屋框架桁架的弯矩曲线相比,桁架和柱节点的弯矩较大,柱顶弯矩也较大。 (2)由于墙板的增强作用,整个房屋柱的弯曲程度降低。列均沿顺风方向弯曲。随着载荷的增加,柱的弯曲度增加,但在0.65kN / m2的风荷载下,整个房屋柱的弯曲度仍低于房屋框架柱在0.35kN / m2以下的弯曲度。 。由于山墙的约束,山墙两侧的Z3和Z4具有最小的桅杆弯曲度。从整个房间MlZZ4的弯矩曲线可以看出,lafe对山墙板的加固效果大大减少了角柱的变形。 Http://www.cnki.net2每个测量点的柱弯曲力矩曲线(3)在房屋的框架中,只有框架承受载荷,构件有很大的变形,桁架的内力和列节点发生。在房屋内,由于墙板的强化作用,柱的变形受到限制,并且节点的内力也很小。结果表明,由于顶板和墙板的整体加固效果,施加在房屋框架上的力通过顶板有效地传递到墙板上,然后传递到地基上,充分体现了蒙皮。结构的影响。屋顶板和墙板结合了平面的桁架,形成了具有空间刚性的建筑物,可以取代或部分取代屋顶系统支撑系统之间的纵向连杆,并可以减少屋顶的水平水平支撑,使结构力均匀,在风荷载作用下风荷载作用下框架水平位移存在较大的水平位移(5kN / m2,迎风面Z6柱顶部水平位移)房子的框架已达到156.98mm。在相同风荷载下,整个房屋顶部的水平位移仅为18.21mm,位移减少了702%。这表明在安装屋顶板和墙板之后,房屋非常有效地减少了房屋的水平位移。下屋顶桁架的垂直位移为2.4节,房屋框架在风荷载作用下的水平位移导致背风屋顶桁架的垂直位移大于桁架风吸引起的向上位移。因此,屋顶桁架看起来像是向下垂直位移。如图4所示。在整个房屋中,由于屋顶板的安装间隙,屋顶桁架首次装载。大的垂直位移发生在35kN / m2。房屋整体强度较大,水平位移较小。相比之下,由于风吸力导致的屋顶桁架的向上位移大于由房屋的水平位移引起的向上位移。因此,屋顶桁架的位移量似乎具有向上的垂直位移。桁架的垂直位移从屋顶桁架的中间向两侧减小。在风荷载作用下,屋架的垂直位移随着荷载的增加而增大。 2.6摘要4 truss垂直位移测量点位移曲线风荷载0.35kN / m2时各测量点的框架力矩和变形图,屋顶桁架的最大弯矩出现在W1,屋顶桁架的最大应力值为66.71 MPa,色谱柱的最大弯矩出现在Z5色谱柱的顶部。柱的最大应力为41.44MPa,远小于铝合金材料的屈服强度215MPa。柱顶的最大横向位移为156.98 mm,远远超出了房屋使用的允许限制。因此,可移动房间顶部的位移限制应作为装载端的标准。在0.175kN / m2的小风荷载下,框架的水平位移达到了83.44。嗯,表明房屋框架不应该用作单独的部队系统。时间)是框架柱高度的1/60。可移动房屋的位移限制为38.5mm。将第一级风荷载施加到房屋0.柱顶部的水平位移为39.5 mm,大于规格限制。因此,移动房屋所承受的最大风荷载是11次风。在0.35kN / m2的风荷载下,W1的最大应力点为下风,屋顶桁架的下弦,应力值为66.71MPa,W2的最大应力点为下风,屋顶桁架的下弦,应力值为63.77 MPa,W3中出现的最大应力点是背风面桁架节点1!压力值为c¥fia。因此,房屋框架在风荷载下最不利的承载位置。净是背风屋顶桁架的下弦节点。整个房子。在65kN / m2的风荷载下,最大应力点出现在屋顶桁架下弦W1的背风侧,应力值为40.67MPa。它表明,在风荷载作用下,最不利的承载位置是背风平面中桁架的下弦节点。 3结论从移动房屋的试验来看,可移动房屋整体满足结构的设计载荷要求,可承受的最大风荷载为0.65kN / m2的一流风,建议房屋框架不应该用作单独的力量。该系统在安装屋顶板和墙板后,增加了结构的刚度,减小了部件的内力,极大地有效地降低了结构在风荷载下的位移,并且在应用房屋时在多风的地区,可以充分考虑结构。由于铝合金可移动房间在风荷载作用下产生较大的水平位移,刚性框架,在房屋中桁架下风侧的下弦节点的趋肤效应是该结构最不利的承载位置。龙门式轻型钢结构技术规范顶部位移设计值的极限值用作铝合金结构设计的负荷控制标准。