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案例3. 山东省博物馆新馆屋盖薄壁箱形结构的虚拟数值仿真

 

发布日期:2014-09-17  浏览次数:1054

    工程概况:山东省博物馆新馆位于济南东部燕山立交桥以东两公里处, 南临经十东路。工程为一方形建筑,东西及南北宽均为136m, 总建筑面积82 980m2。以建筑中心为原点, 在标高34.4m 以上为一直径63m 的水花状穹顶, 体现了济南市以泉城闻名的特点。
    结构特点:结构设计采用水花状单层网壳结构, 以空间扭曲的焊接箱型钢构件作为受力构件。为减小自重、降低用钢量, 设计中尽量减小了箱型构件壁厚, 最后形成了焊接薄壁箱形的截面形式。结构设计有如下特点: 1) 由于建筑造型的要求, 所有网壳的杆件均为空间扭曲杆件; 2) 所有网壳的杆件均采用焊接薄壁箱型钢构件。
    虚拟仿真:采用有限元软件ANSYS对扭曲箱形构件的静力性能进行研究,并将分析结果与试验结果进行对比,对此类结构的极限承载力与破坏模态进行分析,归纳其力学性能特点;并采用有限元软件ANSYS对扭曲箱形构件结构进行静力性能参数分析,考察其轴向应力、切向应力、极限承载力和破坏模态的主要影响因素。探讨扭曲箱形构件横隔板、纵肋的合理设置。
      


图1. 仿真模型图

图2. ANSYS整体模型腹板应力俯视图        图3. ANSYS整体模型横隔板板应力图


图4.  ANSYS试验模型腹板应力俯视图         图5. ANSYS试验模型纵肋应力图

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