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某工廠大門傾覆事故分析

文檔作者：陳加軍張紀剛江志偉文檔來源：青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月24日
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陳加軍等：某工廠大門傾覆事故分析 61
某工廠大門傾覆事故分析
陳加軍， 張紀剛， 江志偉
(青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院。 山東青島266033)
【摘要】 結(jié)合某工廠大門的傾覆問題，根據(jù)有限元方法基本原理，有效解決了材料模型、邊界條件以及荷
載作用等問題，建立了預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋式大門有限元模型?；贏NSYS實現(xiàn)了大門模型的數(shù)值模擬，通過對
結(jié)構(gòu)在三種荷載工況作用下的變形、應(yīng)力等主要參數(shù)的分析，并與現(xiàn)場破壞情況進行對比，從而得出大門傾覆的
原因，對保證大門的安全具有重要意義，同時也可對相關(guān)工程的分析處理提供參考。
【關(guān)鍵詞】斜拉橋式；有限元模型；荷載工況；傾覆
【中圖分類號】TU312．3 【文獻標識碼】 B 【文章編號】 1001—6864(2014)01—0061—04
CAPSIZE ACCIDENT ANALYSIS OF A FACT0RY GATE
CHEN Jia-jun， ZHANG Ji-gang， JIANG Zhi—wei
(School of Civil Engi．，Qingdao Technological Univ．，Shandong Qingdao 266033，China)
Abstract：Combined with a factory gate capsize problem，according to the basic principles of the fi—
nite element method，the materials model，boundary conditions，loads and other issues were studied．a(chǎn)nd a
complete finite element model of the prestressed concrete cable—stayed bridge type gate was estab—
lished．Based on ANSYS，we achieved a numerical simulation of the gate mode1．a(chǎn)nalyzed the main struc—
tural parameters such as deformation and stress under three kinds of load cases．a(chǎn)nd compared with the
field destruction，discerned the reason for the gate capsize，for ensuring the safety of the gate had an im．
portant significance，meanwhile provided a reference for the analysis of the relevant engineering．
Key words：cable—stayed bridge type；finite element model；load case；capsize
斜拉橋式結(jié)構(gòu)以其跨越能力大、結(jié)構(gòu)新穎而成為
現(xiàn)代工程中常用造型之一。某工廠大門為預(yù)應(yīng)力混
凝土斜拉橋式結(jié)構(gòu)，斜拉橋式結(jié)構(gòu)主要由斜拉索、索
塔、主梁3部分組成，索塔為格構(gòu)柱，另一端有3根柱
支撐，中間部分為不規(guī)則空心箱型梁，通過8根斜拉索
和4根弦桿與索塔相連，具體結(jié)構(gòu)形式如圖1～圖3
所示。
圖1 大門立面圖
其中主梁為箱型梁，按照最初設(shè)計每個箱型梁上
部預(yù)留 80灌漿孔，箱型梁內(nèi)灌混凝土配重，待混凝
X_lul
I 22250
一
圖2 拉索布置及詳圖
土凝固后進行封堵，然而實際應(yīng)用中，箱型梁內(nèi)一直
保持空心狀態(tài)，灌漿孔也一直沒有密封。隨著雨季的
來臨，空心箱型梁內(nèi)注滿雨水，大門出現(xiàn)傾覆破壞現(xiàn)
象，如圖4所示。
本文在分析該大門傾覆原因的過程中，應(yīng)用有限
元軟件ANSYS -3]，建立了經(jīng)過簡化的有限元模型，包
括材料模型、邊界條件以及荷載作用等，盡可能與結(jié)
構(gòu)的真實情況相符合。通過對結(jié)構(gòu)在3種荷載工況作
用下的變形、應(yīng)力等主要參數(shù)的分析，并與現(xiàn)場破壞

低溫建筑技術(shù) 2014年第1期(總第187期)
拱的內(nèi)力有限元分析
李新平， 陳清波
(華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院． 廣州510640)
【摘要】 通過建立拱結(jié)構(gòu)平衡方程和拱結(jié)構(gòu)的幾何方程，推導(dǎo)出拱的位移控制微分方程，然后得到拱結(jié)構(gòu)
力學(xué)性能分析的精確有限單元法，最后結(jié)合算例將該方法與有限元分析軟件進行對比。
【關(guān)鍵詞】平衡方程；幾何方程；位移控制微分方程；有限單元法；算例分析
【中圖分類號】TU311．41 【文獻標識碼】B 【文章編號】1001—6864(2014)01—0o64一o4
THE FINITE ELEM ENT ANALYSIS 0F THE TERNAL FORCE OF THE ARCH
LI Xin·ping， CHEN Qing—bo
(College of Civil Engi．a(chǎn)nd Transportation，South China Univ．of Technology，
Guangzhou 5 10640，China)
Abstract：By estabilishing the balance equation and the geometric equation of arch structure，we de—
duce the displacement control dift~rential equation of the arch，and then get the arch structure mechanics
performance analysis accurate finite element method，finally give an example to compare the method with
finite element analysis sohware．
Key words：the balance equation；the geometric equation；the displacement control differential equation；
the finite element method；example
0 引言
拱橋是我國公路上廣泛使用的一種橋梁類型，因此
一直受到人們的關(guān)注，國內(nèi)外很多學(xué)者已經(jīng)對拱結(jié)構(gòu)的
和弦桿3受拉，其中弦桿2受到的軸力最大。
(4) 鋼鉸銷抗剪強度設(shè)計值約為250MPa。在
工況1作用下，鋼鉸銷的抗剪強度符合要求；在工況2
作用下，弦桿2鋼鉸銷的抗剪強度太大，超過鋼鉸銷的
抗剪強度設(shè)計值，導(dǎo)致鋼鉸銷被剪斷；在工況3作用
下，弦桿l和弦桿2的抗剪強度明顯超出鋼鉸銷的抗
剪強度設(shè)計值，鋼鉸銷被剪斷，結(jié)構(gòu)不能正常使用。
4 結(jié)語
本文應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件，模擬分析了某
工廠大門在3種荷載工況作用下的情況，通過對所得
數(shù)據(jù)的對比分析，我們可以看出：結(jié)構(gòu)在工況1作用下
可以正常使用(已經(jīng)正常使用2年)；在工況2作用
下，弦桿2的鋼鉸銷被剪斷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)而傾
覆；按最初設(shè)計在工況3作用下，結(jié)構(gòu)不能正常使用，
結(jié)構(gòu)并不安全。綜上所述，我們得出如下結(jié)論：該工
廠大門傾覆的主要原因是空心箱型梁內(nèi)注滿雨水，弦
桿2鋼鉸銷被剪斷，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)而傾覆，與
現(xiàn)場破壞情況相符。
內(nèi)力計算理論與方法進行了大量的研究。目前計算拱
結(jié)構(gòu)內(nèi)力的方法主要有兩大類：一種是解析法，通過拱
單元的平衡建立平衡微分方程，然后求解其高次微分方
參考文獻
[1] 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，2007．
[2] 邢靜忠．ANSYS應(yīng)用實例與分析[M]．北京：科學(xué)出版社，
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工業(yè)出版社，2010．
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北京：中國水利水電出版社，2005．
[6] 陳云鶴，陳兵兵．斜拉索斷裂對斜拉橋動力性能的影響研究
[J]．國防交通工程與技術(shù)，2009，(6)：13一l6．
[收稿日期] 2013—10—31
[作者簡介] 陳加軍(1989一)，男，山東萊蕪人，碩士研究生
從事結(jié)構(gòu)設(shè)計及其耐久性方面的研究。

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