考虑除尘器箱体墙板-立柱协同受力时立柱在横向荷载作用下的内力计算

作     者：钱海峰 赵婧同 王元清 王登峰 QIAN Hai-feng;ZHAO Jing-tong;WANG Yuan-qing;WANG Deng-feng

作者机构：江南大学环境与土木工程学院无锡214122 清华大学土木工程系北京100084 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2019年第36卷第7期

页      面：227-237,247页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 0837[工学-安全科学与工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51308258) 江苏省自然科学基金项目(BK 20130149) 江苏省研究生实践创新计划项目(SJCX17_0498) 

主　　题：除尘装备支承钢结构 内力计算 墙板-立柱结构体系 横向荷载 有限元分析 

摘      要：大气除尘装备箱体围护结构形式和荷载情况十分复杂,目前尚无关于除尘器箱体立柱在横向荷载作用下其内力分布的精确计算方法。该文采用理论推导与有限元计算相结合的方法对除尘器箱体立柱在墙板直接受横向荷载作用时的内力与强度计算方法进行研究。在考虑墙板所受横向荷载向立柱传递时,将墙板视作由上、下相邻加劲肋和左、右两侧立柱围成的四边简支板,加劲肋处传递集中力,加劲肋间传递非均匀分布荷载。将立柱作为多跨连续弹性梁,采用力矩分配法编写程序计算其最大弯矩和剪力值。根据除尘器箱体立柱的跨数、每跨立柱范围内对应墙板区格数目以及墙板区格宽高比,编制了立柱最大弯矩计算表格。考虑墙板与立柱的协同受力作用,以有效宽度范围内的墙板与立柱组成组合截面共同抗弯,修正立柱正截面强度计算方法。研究结果表明:在墙板与立柱组合结构体系中,随着墙板壁厚增大或墙板宽度减小,墙板的抗弯贡献提高;随着立柱截面惯性矩增大或立柱横向支撑间距减小,墙板的抗弯贡献降低。根据对工程常用几何构造的除尘器箱体结构计算统计,偏于安全地提出了立柱截面模量统一放大系数。相比于传统工程简化内力计算方法,工程设计人员可以利用该文提出的方法方便、准确地计算立柱内力最大截面的正应力和剪应力,从而设计出安全经济的立柱截面。