HZS120型钢结构混凝土搅拌站的受力性能分析

【摘要】：随着我国经济建设的高速发展,综合国力不断增强,国家对基础设施建设的投资力度加大,拉动了城市预拌商品混凝土的高速发展,同时,使混凝土搅拌机械有了较大的发展空间。目前,我国混凝土搅拌机械可分为搅拌楼和搅拌站,由于搅拌站具有结构简单,投资少,机动性强,自动化程度高等特点,为用户所欢迎。但是,在进行钢结构搅拌站设计时,在结构模型上作了平面简化,在荷载计算上缺少对结构的动力分析,内力分析中只做平面静力计算,通常利用平面结构力学的近似解法求解,这种方法是在计算手段不完善,受到诸多前提条件限制的情况下进行的处理。由于主要采用手工计算,所以计算过程繁杂,结果比较粗糙。 本文以典型的HZS120型钢结构搅拌站为研究对象,这种站型属于大、中型站,其生产率在100～120m~3/h,是目前国内应用广泛的主要站型。我们采用国际上通用的大型有限元程序ANSYS进行计算,考虑构件间的空间相互作用,建立三维有限元模型,重点对以下几个方面进行深入探讨: (1) 分析方法研究 通过对空间结构静力分析的有限元方法的研究,对结构自振特性的计算方法的分析,对结构动力反应的计算方法的探讨,对钢结构设计理论的学习为钢结构搅拌站的研究提供了理论依据。 (2) 以典型的HZS120型钢结构搅拌站为研究对象,分别进行建模分析、静力分析、自振特性分析和动力作用下的谐响应分析。 ① 建模分析 为了充分了解HZS120型钢结构搅拌站在多种荷载作用下的受力性能,使用有限元分析时必须考虑结构的空间特性,按结构形式整体建模。建模时,分别选用空间三维弹性梁单元(BEAM4)、弹性壳单元(SHELL63),弹性管单元(PIPE16)和杆单元(LINK8)来模拟搅拌站的梁、楼板、立柱和支撑杆系。下部空间“门”字形刚架结构与基础的连接按铰接柱脚处理,使柱脚的3个平动自由度受到约束。 ② 静力分析 结合实际工程状况,考虑7种荷载类型和16种不利工况组合,并运用有限元软件对结构进行静态分析。计算出各不利工况组合下的内力、支反力和变形规律。