鋼格柵板有限元分析★

郭智剛 林自煒 齊帥夫 余良奮

(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)軌道交通學(xué)院，上海 201418; 2.中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司，福建 廈門 361006)

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·結(jié)構(gòu)·抗震·

鋼格柵板有限元分析★

郭智剛1林自煒2齊帥夫1余良奮1

(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)軌道交通學(xué)院，上海 201418; 2.中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司，福建 廈門 361006)

采用有限元軟件，建立了倉(cāng)儲(chǔ)貨架方面的鋼格柵板模型，并對(duì)其進(jìn)行了受力分析，結(jié)果表明，鋼格柵板在集中荷載、集中荷載和均布荷載共同作用兩種工況下最大位移值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，集中荷載和最大位移呈線性變化。

鋼格柵板，倉(cāng)儲(chǔ)貨架，有限元分析，荷載工況

鋼格柵板是用扁鋼和橫桿通過(guò)一定的順序排列組合而成的構(gòu)件。由于鋼格柵板的強(qiáng)度高、自重輕、防腐蝕能力強(qiáng)并且通風(fēng)防滑、經(jīng)久耐用、外形美觀、便于安裝及拆卸，在隧道開挖支護(hù)[1,2]、深基坑工程、倉(cāng)儲(chǔ)貨架等方面得到了廣泛的應(yīng)用。然而，在倉(cāng)儲(chǔ)貨架方面鋼格柵板能承受多大的荷載還不確切。為了能了解鋼格柵板在倉(cāng)儲(chǔ)貨架方面的受力特性，有必要對(duì)用于倉(cāng)儲(chǔ)貨架方面的鋼格柵板進(jìn)行受力分析。

因此，本文采用有限元軟件對(duì)用于倉(cāng)儲(chǔ)貨架方面的鋼格柵板進(jìn)行靜力分析，確定鋼格柵板承受的荷載與擾度變形曲線關(guān)系，為設(shè)計(jì)要求提供可靠的數(shù)據(jù)。

1 有限元建模

1.1 模型建立

鋼格柵板類型為30(S)×30(H)×1.8(T)，具體尺寸見圖1。根據(jù)鋼格柵板的數(shù)據(jù)，利用有限元軟件進(jìn)行建模分析。鋼格柵板跨徑為550 mm，承載扁鋼采用Beam188梁?jiǎn)卧猍3]，有限元模型見圖2。

1.2 荷載工況

鋼格柵板主要承受集中荷載作用和集中荷載與均布荷載共同作用。因此，本文分析跨徑為550 mm的鋼格柵板在集中荷載、集中荷載與均布荷載共同作用下的位移。同時(shí)，為了研究鋼格柵板在施加遞增集中荷載值時(shí)的變化情況，分100級(jí)施加集中荷載，集中荷載值由0.05 N/mm2加載至5 N/mm2。通過(guò)觀察這種工況條件下的荷載與位移之間的關(guān)系及對(duì)鋼格柵板在這三種荷載工況的受力分析進(jìn)而總結(jié)出不同類型的鋼格柵板構(gòu)件在各個(gè)工況條件下的受力性能。

2 結(jié)果分析

工況一為鋼格柵板承受0.1 N/mm2集中荷載作用。鋼格柵板結(jié)構(gòu)變形如圖3所示，最大位移為0.53 mm。工況二為鋼格柵板承受0.1 N/mm2集中荷載和350 kg/m2均布荷載的共同作用。鋼格柵板結(jié)構(gòu)變形如圖4所示，最大位移為0.59 mm。工況三為集中荷載分100級(jí)加載，由0.05 N/mm2加載至5 N/mm2。荷載與位移之間的關(guān)系如圖5所示。

根據(jù)YB/T 4001.1—2007標(biāo)準(zhǔn)[4]判斷，鋼格柵板的位移值要小于L/200，工況一和工況二的變形擾度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。通過(guò)分析工況三中的圖5，結(jié)果表明在集中荷載分級(jí)加載作用下，最大位移和荷載呈線性變化。

3 結(jié)語(yǔ)

本文采用有限元軟件對(duì)用于倉(cāng)儲(chǔ)貨架方面的鋼格柵板建立鋼格柵板模型，對(duì)其進(jìn)行靜力分析。結(jié)果表明，鋼格柵板在集中荷載、集中荷載和均布荷載共同作用兩種工況下最大位移值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，集中荷載和最大位移呈線性變化。結(jié)果為用于倉(cāng)儲(chǔ)貨架的鋼格柵板設(shè)計(jì)要求提供可靠的數(shù)據(jù)。論文下一步工作是進(jìn)行試驗(yàn)研究，并與數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

[1] 姚小飛.鋼格柵在隧洞開挖支護(hù)中的應(yīng)用[J].浙江水利科技，2007(3)：45-47.

[2] 楊成棟，裴承潤(rùn).鋼格柵支護(hù)體系在深基坑工程中的應(yīng)用[J].市政技術(shù),2015(9)：95-96.

[3] 王新敏.ANSYS工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析[M].北京:人民交通出版社,2013.

[4] YB/T 4001.1—2007，鋼格柵板及配套件[S].

Finite element analysis of steel grating★

Guo Zhigang1Lin Ziwei2Qi Shuaifu1Yu Liangfen1

(1.SchoolofRailwayTransportation,ShanghaiInstituteofTechnology,Shanghai201418,China; 2.XiamenBranchofCCCCThirdHarborEngineeringCo.,Ltd,Xiamen361006,China)

The finite element model analysis of steel grating has been established by finite element software.The results show that the maximum displacement of steel grating achieve standard requirement under the concentrated load and combined concentrated and uniformly distributed load.The concentrated load changes with linear variation as the maximum displacement.

steel grating,storage shelves,finite element analysis,load cases

1009-6825(2016)29-0034-02

2016-08-01

★：上海市高校青年教師培養(yǎng)資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：ZZyy15111);校級(jí)重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：KC20151502)；校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：JG20161502)；校企合作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：XQ161061)；本科畢業(yè)論文重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):T165012)；大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):DCX2015249，DCX2015250，DCX2015251，DCX2015243，DCX2016334，DCX2016337，PE2016227，SH2016078)

郭智剛(1984- )，男，博士，講師

TU312.1

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