双斜撑钢井架稳定性能和设计方法研究

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钢井架是矿山提升系统的重要结构。目前对该类结构的稳定性能和利用板件屈曲后强度问题研究较少。因此,本文以某箱型截面的双斜撑钢井架为背景,对该类型结构稳定性能进行研究,具体内容如下:利用ABAQUS建立某箱型截面双斜撑钢井架的壳单元模型,在考虑结构整体初始缺陷和构件初始缺陷的基础上,利用直接分析法,对原结构进行受力、变形和屈曲分析,研究该种结构在各种工况作用下的受力、位移特点和薄弱部位等。在不设置纵向加劲肋的情况下,考虑利用板件屈曲后强度,对原结构斜撑柱进行截面设计,并对重新设计后的结构进行受力分析。结果表明:当钢井架斜撑柱通过设计较大截面尺寸来满足在工作荷载作用下的水平位移要求时,可以利用板件屈曲后强度来满足结构承载力的要求,该做法可以减少纵向加劲肋的使用,从而减少施工成本。对比一般直角框架柱和单层斜腿刚架柱,得到钢井架斜撑柱计算长度系数的影响因素。这些因素包括梁柱线刚度比、斜腿柱的倾角、斜腿柱的高度以及横梁的长度等。在此基础上,利用ABAQUS计算各影响因素在常见取值范围内时斜撑柱的计算长度系数。结果表明:随着斜撑柱倾角的增大,其计算长度系数增大;随着斜撑柱高度的增加,其计算长度系数减小;随着横梁长度的增加,斜撑柱计算长度系数增大。最后,将有限元结果绘制成表,以便在今后工程和设计中使用。
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