佘遠(yuǎn)善,陳顥元,郭耀杰

(武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,武漢 430072)

當(dāng)前能源緊缺和環(huán)境污染是人類廣泛關(guān)注的兩大世界性問題,為了緩和與解決這兩大問題,必須加以開發(fā)和利用新型清潔能源。而太陽能就是一種最普遍的可再生清潔能源,為有效利用太陽能資源,政府對(duì)屋頂分布式光伏板發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行了大力推廣[1]。

輕鋼廠房屋面面積大,陽光輻射量充足,極適合鋪設(shè)光伏板進(jìn)行發(fā)電。然而鋪設(shè)光伏板勢(shì)必引起屋面恒載增大,導(dǎo)致原屋面檁條常出現(xiàn)承載能力不足問題[2]。此時(shí)必須對(duì)屋面檁條進(jìn)行改造加固,加固后方可在廠房屋面上鋪設(shè)分布式光伏板發(fā)電系統(tǒng)。為減少拆除屋面板等施工程序,避免材料浪費(fèi)和減小工程量,文獻(xiàn)[3]提出為檁條設(shè)置綴板的加固方法。該方法能夠使檁條的破壞形式由彎扭屈曲破壞改變?yōu)閺澢茐?從而提高構(gòu)件的承載力。但對(duì)于彎曲破壞控制的檁條,增設(shè)綴板所引起的截面變化對(duì)抗彎剛度影響并不大。文獻(xiàn)[4]指出,通過薄壁鋼板將簡(jiǎn)支檁條連接加固為連續(xù)檁條,能使檁條極限承載力有一定程度提高。文獻(xiàn)[5]指出,下?lián)问綑_條在相同條件下用鋼量相比一般鋼結(jié)構(gòu)可節(jié)省1/3～1/2。

目前,針對(duì)下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)的受力性能研究鮮見報(bào)道。現(xiàn)提出一種下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)對(duì)原屋面檁條進(jìn)行改造加固,對(duì)加固后影響下?lián)问綑_條受力性能的主要因素進(jìn)行分析,并總結(jié)出其變化規(guī)律。以期提出更為經(jīng)濟(jì)的改造方案,以便于實(shí)際工程應(yīng)用。

1 下?lián)问綑_條

輕鋼廠房屋面檁條常采用冷彎薄壁C型鋼,當(dāng)屋面板剛度較大且與檁條連接牢固時(shí),不必計(jì)算其整體穩(wěn)定[6]。實(shí)際工程中屋面板常選用壓型鋼板,鋼板與檁條之間利用自攻螺釘連接,可不計(jì)算檁條的整體穩(wěn)定性,此時(shí)可認(rèn)為檁條的破壞形式為彎曲破壞。

針對(duì)檁條的彎曲破壞,提出一種下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)加固方法,即為檁條設(shè)置兩根撐桿,撐桿下端由拉條支撐,拉條固結(jié)于檁條兩端或端部鋼梁,如圖1所示,正視圖為結(jié)構(gòu)的左半部分,整體圖形可通過對(duì)稱得到。撐桿與檁條采用焊接連接,撐桿下端鉆孔使拉條穿過,拉條兩端采用焊接方式固結(jié)。

圖1 下?lián)问綑_條加固方法示意Fig.1 Outline of reinforcement method of down-stayed purlin

2 下?lián)问綑_條有限元模型的建立與調(diào)試

2.1 檁條相關(guān)參數(shù)及設(shè)計(jì)荷載

根據(jù)某輕鋼工業(yè)廠房實(shí)例,屋面冷彎型鋼檁條相關(guān)參數(shù)如表1所示。鋪設(shè)光伏板后,檁條恒荷載增加,由原來的0.5 kN/m2增大到1 kN/m2[7],檁條活荷載仍為0.5 kN/m2,不考慮風(fēng)荷載作用。除考慮重力荷載作用外,施加在檁條上的荷載設(shè)計(jì)值為2.85 kN/m。

表1 檁條相關(guān)參數(shù)Table 1 Purlin related parameters

2.2 有限元模型

對(duì)于下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu),當(dāng)撐桿間距變化時(shí),撐桿始終關(guān)于檁條跨中截面對(duì)稱布置,而撐桿均采用方鋼管,僅截面尺寸發(fā)生變化。拉條均采用熱軋帶肋鋼筋,僅截面直徑發(fā)生變化。撐桿與拉條的彈性模量和密度均與檁條相同?？紤]到工程實(shí)際,初步選定撐桿長(zhǎng)度為500 mm,撐桿間距選取為檁條跨度的1/3,即2 000 mm,其他相關(guān)參數(shù)如表2所示。利用ANSYS軟件建立下?lián)问綑_條有限元模型時(shí),根據(jù)各構(gòu)件參數(shù)建立幾何模型,檁條和撐桿構(gòu)件采用beam189單元,拉條構(gòu)件采用link180單元。對(duì)于邊界條件的設(shè)置,考慮屋面能阻止檁條側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)[8]的情況,建模時(shí)約束了檁條所有節(jié)點(diǎn)的橫向位移和繞縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng),其他約束條件與一般簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)類似。建立的下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)有限元模型如圖2所示。

表2 撐桿及拉條參數(shù)Table 2 Parameters of strut and brace

圖2 有限元模型Fig.2 Finite element model

2.3 有限元模型的調(diào)試

為驗(yàn)證下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)能有效降低原簡(jiǎn)支檁條的應(yīng)力水平,對(duì)本例中簡(jiǎn)支檁條在恒荷載增大前后及下?lián)问綑_條在恒荷載增大后3種情況分別建立有限元模型并進(jìn)行求解,得到的應(yīng)力云圖如圖3、圖4所示。

從圖3可以看出,在恒荷載增大前后,原簡(jiǎn)支檁條最大應(yīng)力由184.87 MPa增加到266.39 MPa,而檁條應(yīng)力限值[9]為215 MPa,顯然在恒荷載增加后,原有檁條確實(shí)出現(xiàn)了承載能力不足的問題。在鋪設(shè)光伏板之前,必須采取措施對(duì)原有檁條進(jìn)行改造加固。

圖3 恒荷載增大前后簡(jiǎn)支檁條的應(yīng)力分布Fig.3 Stress distribution of simply supported purlins before and after constant load increases

從圖4可以看出,采用下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)后,檁條構(gòu)件最大應(yīng)力僅為121.32 MPa,而相同荷載作用下的簡(jiǎn)支檁條最大應(yīng)力為266.39 MPa,應(yīng)力水平得到大幅降低,小于檁條應(yīng)力限值。撐桿及拉條應(yīng)力限值[9]分別為215、360 MPa,而應(yīng)力云圖中撐桿最大應(yīng)力僅為73.13 MPa,拉條最大應(yīng)力為320.80 MPa,均處于安全范圍內(nèi)。這表明下?lián)问綑_條提高了原有檁條的承載能力,在加鋪光伏板后,整體結(jié)構(gòu)能夠保證安全性,并且檁條構(gòu)件應(yīng)力得到了大幅降低,說明下?lián)问綑_條改善原有檁條承載性能的效率是比較高的。

圖4 恒荷載為1 kN/m2的下?lián)问綑_條應(yīng)力分布Fig.4 Stress distribution of down-stayed purlin with constant load of 1 kN/m2

3 下?lián)问綑_條受力性能

下?lián)问綑_條由檁條、撐桿和拉條組成,針對(duì)影響結(jié)構(gòu)受力的主要因素,即撐桿長(zhǎng)度、撐桿截面、拉條截面和撐桿間距,采用控制變量法來研究這4個(gè)因素對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力性能的影響。

3.1 撐桿長(zhǎng)度的影響

圖5 撐桿長(zhǎng)度與各構(gòu)件最大應(yīng)力的關(guān)系曲線Fig.5 The relation curve between the length of strut and the maximum stress of each member

從圖5中關(guān)系曲線可以看到:隨著撐桿長(zhǎng)度的增大,檁條與撐桿構(gòu)件的最大應(yīng)力呈非線性減小,在撐桿長(zhǎng)度小于1 000 mm前,曲線下降斜率較大,在撐桿長(zhǎng)度大于1 000 mm后,曲線趨于平緩；而拉條最大應(yīng)力隨撐桿長(zhǎng)度增大經(jīng)歷了一個(gè)上升段,之后同樣逐漸減小,在撐桿長(zhǎng)度較大時(shí),相比于檁條及撐桿,其曲線下降斜率依然相當(dāng)可觀；下降百分比曲線變化趨勢(shì)基本與檁條最大應(yīng)力曲線相反,可以看到在撐桿長(zhǎng)度大于500 mm時(shí),檁條最大應(yīng)力下降百分比均大于50%,應(yīng)力水平改善效果明顯。

下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)由于撐桿和拉條的存在,在檁條中會(huì)產(chǎn)生與外荷載作用引起的彎矩方向相反的彎矩,從而抵消了一部分外荷載彎矩,其原理類似于張弦梁結(jié)構(gòu),使得檁條應(yīng)力相比于原簡(jiǎn)支檁條有所減小。而隨著撐桿長(zhǎng)度的增加,檁條及撐桿最大應(yīng)力均呈減小趨勢(shì)的原因在于:撐桿長(zhǎng)度增加時(shí)撐桿中最大彎矩保持減小,而軸力持續(xù)增大,如圖6所示。對(duì)于撐桿應(yīng)力而言,彎矩的影響效應(yīng)要比軸力更大,由于彎矩在減小,撐桿應(yīng)力也就隨之減?。粚?duì)于檁條則是由于撐桿軸力增加引起了更大的反向彎矩,檁條應(yīng)力減小幅度也就更大。拉條最大應(yīng)力的變化情況要更復(fù)雜,因?yàn)樾崩瓧l的軸力不僅受到撐桿軸力制約,同時(shí)也受到斜拉條與撐桿的夾角約束,撐桿軸力越大,斜拉條軸力越大,夾角越小,斜拉條軸力越小。撐桿長(zhǎng)度增大時(shí),撐桿軸力隨之增加,而夾角隨之減小。對(duì)于斜拉條軸力的變化趨勢(shì),在撐桿長(zhǎng)度較小時(shí),撐桿軸力是主要影響因素,于是斜拉條應(yīng)力曲線在小撐桿長(zhǎng)度區(qū)段存在一上升段,在撐桿長(zhǎng)度較大時(shí),主要影響因素變化為夾角,于是斜拉條應(yīng)力曲線開始持續(xù)下降。平拉條應(yīng)力曲線變化趨勢(shì)與斜拉條是一致的。

圖6 撐桿長(zhǎng)度與撐桿彎矩及軸力的關(guān)系曲線Fig.6 The relation curve of strut length with strut bending moment and axial force

總而言之,撐桿長(zhǎng)度增加時(shí),各構(gòu)件最大應(yīng)力總體保持減小趨勢(shì),檁條最大應(yīng)力下降比例則不斷增大,下?lián)问綑_條的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)也就越明顯。然而,撐桿長(zhǎng)度也不宜過大,否則會(huì)影響廠房室內(nèi)凈空以及產(chǎn)生撐桿穩(wěn)定性問題,同時(shí)也不宜過小以免導(dǎo)致安裝困難。撐桿長(zhǎng)度建議設(shè)置在700 mm以下60 mm以上,具體關(guān)于最經(jīng)濟(jì)撐桿長(zhǎng)度將在第4章中展開討論。

3.2 撐桿截面的影響

圖7 撐桿截面慣性矩與各構(gòu)件最大應(yīng)力的關(guān)系曲線Fig.7 The relation curve between the moment of inertia of the strut section and the maximum stress of each member

從圖7的關(guān)系曲線可以看出:在撐桿截面改變時(shí),下?lián)问綑_條各個(gè)構(gòu)件的最大應(yīng)力變化很小,關(guān)系曲線基本保持平緩。原因在于,隨著撐桿截面變化使得截面慣性矩增加時(shí),撐桿中最大彎矩也保持增大,撐桿中軸力則緩慢減小。由于撐桿軸力變化較小,檁條和拉條最大應(yīng)力基本保持穩(wěn)定；對(duì)于撐桿應(yīng)力,盡管截面慣性矩在增大,但同時(shí)撐桿彎矩也在增大,最終導(dǎo)致?lián)螚U應(yīng)力變化也較小?？偠灾?撐桿截面對(duì)于下?lián)问綑_條整體結(jié)構(gòu)受力影響程度很低,為減少結(jié)構(gòu)自重,采用下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí),撐桿截面可直接選用常見最小截面。

3.3 拉條截面的影響

為得到拉條截面對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力性能的影響規(guī)律,撐桿長(zhǎng)度選取為500 mm,撐桿截面選取為40 mm×2.0 mm,撐桿間距選取為2 000 mm,通過不斷改變拉條截面,得到不同拉條截面下各構(gòu)件的最大應(yīng)力,其關(guān)系曲線如圖8所示。

圖8 拉條截面與各構(gòu)件最大應(yīng)力的關(guān)系曲線Fig.8 The relation curve between the brace cross section and the maximum stress of each member

從圖8可以看到,隨著拉條截面直徑的增大,各構(gòu)件的最大應(yīng)力都呈非線性減小,其中斜、平拉條應(yīng)力的曲線下降斜率較大,相比而言檁條及撐桿應(yīng)力曲線變化趨勢(shì)則更加平緩。盡管如此,檁條最大應(yīng)力下降比例仍相當(dāng)可觀,拉條截面直徑取為14 mm時(shí),應(yīng)力下降比例可達(dá)到70%。圖8說明了拉條截面的變化對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力的影響一般,但對(duì)拉條構(gòu)件本身的應(yīng)力水平影響較大。拉條截面增大會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重及結(jié)構(gòu)用鋼量變大,在滿足結(jié)構(gòu)安全性的前提下,拉條應(yīng)盡量采用較小截面。

3.4 撐桿間距的影響

圖9 撐桿間距與各構(gòu)件最大應(yīng)力的關(guān)系曲線Fig.9 The relation curve of the distance between struts with the maximum stress of each member

由圖9可以看出:撐桿間距增大時(shí),斜、平拉條最大應(yīng)力呈非線性減小,但減小幅度不大；撐桿應(yīng)力則隨撐桿間距增大幾乎呈線性增長(zhǎng)；檁條應(yīng)力隨撐桿間距增加呈先減小再增大的變化趨勢(shì)。采用下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)加固原簡(jiǎn)支檁條主要是為充分降低檁條應(yīng)力水平,從這個(gè)目標(biāo)出發(fā),也考慮到其他構(gòu)件應(yīng)力水平宜較低,該算例檁條的最佳撐桿間距應(yīng)選取為1 200 mm,若采用比例形式表達(dá),檁條被撐桿劃分出的三段長(zhǎng)度比例為2∶1∶2,即最佳撐桿間距應(yīng)取為檁條跨度的1/5。針對(duì)檁條跨度不同的情況,最佳撐桿間距采用比例形式表達(dá)更便于推廣。

4 下?lián)问綑_條改造方案

采用下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)加固原簡(jiǎn)支檁條,需要制定具體的改造加固方案,具體而言,就是確定出合適的撐桿長(zhǎng)度、撐桿截面、拉條截面和撐桿間距。研究遵循經(jīng)濟(jì)性原則,即尋求使得改造用鋼量達(dá)到最小的改造方案。根據(jù)各因素對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力的影響規(guī)律,結(jié)合某輕鋼工業(yè)廠房實(shí)例,首先可確定出撐桿間距為1 200 mm。對(duì)于撐桿截面,由于其變化對(duì)各構(gòu)件的最大應(yīng)力影響很小,故可直接選用常見的方鋼管最小截面,截面尺寸即為25 mm×1.5 mm。由于撐桿長(zhǎng)度對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力影響程度較大,同時(shí)拉條截面對(duì)拉條應(yīng)力影響大,對(duì)其他構(gòu)件應(yīng)力也有一定影響,在保證下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)安全性的前提下,這兩個(gè)因素成為約束改造用鋼量的主要變量。此時(shí)存在兩種方案,一種是以撐桿長(zhǎng)度最小為目標(biāo),不改變默認(rèn)的拉條截面,通過不斷減小撐桿長(zhǎng)度,最終找到使得各構(gòu)件最大應(yīng)力均小于限值的最小撐桿長(zhǎng)度,另一種則以尋求最小的拉條截面為目標(biāo),先將拉條截面替換為最小直徑,然后通過不斷調(diào)整撐桿長(zhǎng)度使得各構(gòu)件最大應(yīng)力均能恰好小于限值。4個(gè)因素對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力性能的影響程度及各因素確定原則如表3所示。

表3 改造方案4個(gè)因素的影響程度及原則Table 3 The influence degree and principle of the four factors in the reconstruction scheme

4.1 撐桿長(zhǎng)度最小方案

圖10 撐桿長(zhǎng)度為230 mm的下?lián)问綑_條應(yīng)力分布Fig.10 The stress distribution of the down-stayed purlin with the strut length of 230 mm

表4 撐桿長(zhǎng)度最小方案的應(yīng)力結(jié)果Table 4 The stress result of minimum strut length scheme

根據(jù)各構(gòu)件材料標(biāo)號(hào),通過查閱鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[9]可知檁條及撐桿應(yīng)力限值為215 MPa,拉條應(yīng)力限值為360 MPa。根據(jù)表4的應(yīng)力結(jié)果及各構(gòu)件應(yīng)力限值,易知撐桿長(zhǎng)度最小可取得230 mm。

4.2 拉條截面最小方案

圖11 拉條截面為6撐桿長(zhǎng)度為1 220 mm的下?lián)问綑_條應(yīng)力分布Fig.11 The stress distribution of the down-stayed purlin with the strut length of 1 220 mm and the brace section of 6

表5 拉條截面最小方案的應(yīng)力結(jié)果Table 5 The stress result of minimum brace section scheme

4.3 兩種方案對(duì)比及最終改造加固方案確定

為了得到最小改造用鋼量加固方案,分別通過最小撐桿長(zhǎng)度和最小拉條截面方案尋求到了4個(gè)因素的取值。兩種方案的改造用鋼量如表6所示。

由表6可以看出,相比于保證撐桿長(zhǎng)度最小,替換更小拉條截面確實(shí)會(huì)使得拉條用量得到大幅度降低,然而由此也造成撐桿長(zhǎng)度增加,最終導(dǎo)致整體改造用鋼量變大,并且撐桿長(zhǎng)度過大,會(huì)影響廠房室內(nèi)凈空及產(chǎn)生穩(wěn)定性問題。顯然在本例中,采取撐桿長(zhǎng)度最小方案才能使改造用鋼量取得最小值。

表6 改造用鋼量計(jì)算表Table 6 Steel quantity calculation table for transformation

結(jié)合上述兩種方案,最終改造加固方案可按照這樣的方式確定:首先以撐桿長(zhǎng)度最小為導(dǎo)向,對(duì)于某一初選撐桿長(zhǎng)度,通過不斷調(diào)整該長(zhǎng)度,最終得到使下?lián)问綑_條各構(gòu)件應(yīng)力恰好均小于限值的目標(biāo)撐桿長(zhǎng)度。若此時(shí)拉條應(yīng)力水平相比于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值具有相當(dāng)?shù)母蛔憧臻g,例如拉條最大應(yīng)力僅為300 MPa左右,可嘗試替換更小拉條截面并對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行求解驗(yàn)證,經(jīng)過微調(diào)撐桿長(zhǎng)度后結(jié)構(gòu)能夠滿足應(yīng)力限值條件則說明縮小拉條截面是可行的。

5 下?lián)问綑_條改造方案

針對(duì)不同檁條截面,不同檁條跨度及不同設(shè)計(jì)荷載的輕鋼廠房屋面檁條的具體改造方案,可利用ANSYS進(jìn)行擴(kuò)展計(jì)算,通過應(yīng)用最終改造加固方案而得到解決。由于撐桿間距和撐桿截面是相對(duì)確定的,其中撐桿間距始終選取為檁條跨度的1/5。而撐桿長(zhǎng)度則根據(jù)跨度不同,結(jié)合前例按比例進(jìn)行長(zhǎng)度初選,拉條截面可先按默認(rèn)設(shè)置不做調(diào)整,然后對(duì)初選模型進(jìn)行求解,視拉條及檁條應(yīng)力水平再調(diào)整模型參數(shù)直至其應(yīng)力水平下降至限值以內(nèi),之后按照最終改造加固方案尋求最經(jīng)濟(jì)解即可。為方便設(shè)計(jì)人員快速選用及造價(jià)人員的初步估價(jià),根據(jù)有限元仿真分析結(jié)果,針對(duì)部分典型檁條截面、檁條跨度和設(shè)計(jì)荷載,提出了可供快速選用的下?lián)问綑_條改造方案推薦表供工程應(yīng)用參考。改造方案推薦表如表7所示。

表7 下?lián)问綑_條改造方案推薦表Table 7 Recommendation table of down-stayed purlin reconstruction scheme

需要指出的是,考慮到室內(nèi)凈空及撐桿穩(wěn)定性等因素的影響,撐桿長(zhǎng)度必須始終保持在700 mm以下。

對(duì)檁條設(shè)置拉條對(duì)于其側(cè)向穩(wěn)定具有重要作用[10-12],為保證改造后下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)的側(cè)向穩(wěn)定性,也可嘗試在撐桿底端處設(shè)置拉條。

6 結(jié)論

針對(duì)輕鋼廠房屋面檁條在加鋪光伏板后將產(chǎn)生的承載能力不足問題,建議采用下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)對(duì)原檁條進(jìn)行改造加固,利用ANSYS建立下?lián)问綑_條結(jié)構(gòu)的有限元模型,根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果,利用控制變量法,分析及總結(jié)了撐桿長(zhǎng)度、撐桿截面、拉條截面和撐桿間距對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力性能的影響規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究及提出了最終改造加固方案。得出以下結(jié)論。

(1)撐桿長(zhǎng)度是下?lián)问綑_條整體結(jié)構(gòu)受力性能的主要影響因素,隨著撐桿長(zhǎng)度增加,檁條及撐桿應(yīng)力均會(huì)大幅減小,拉條應(yīng)力則呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢(shì)；拉條截面是下?lián)问綑_條整體結(jié)構(gòu)受力性能的次要影響因素,拉條截面直徑越大,拉條應(yīng)力越小,其他構(gòu)件應(yīng)力也減小,但應(yīng)力曲線下降斜率較??；撐桿間距對(duì)各構(gòu)件應(yīng)力影響均較小,撐桿應(yīng)力隨撐桿間距增加幾乎呈線性平緩增大,最佳撐桿間距為檁條跨度的1/5；撐桿截面對(duì)各構(gòu)件應(yīng)力水平影響均很小,為減少結(jié)構(gòu)自重和改造用鋼量,改造方案中撐桿截面應(yīng)直接選取為常見最小截面。

(2)最終改造加固方案是按比例確定撐桿間距和按最小截面確定撐桿截面后,以撐桿長(zhǎng)度最小為導(dǎo)向,對(duì)于某一初選撐桿長(zhǎng)度,通過不斷調(diào)整該長(zhǎng)度,最終得到使下?lián)问綑_條各構(gòu)件應(yīng)力恰好均小于限值的目標(biāo)撐桿長(zhǎng)度。若此時(shí)拉條應(yīng)力水平相比于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值具有相當(dāng)?shù)母蛔憧臻g,例如拉條最大應(yīng)力僅為300 MPa左右,可嘗試替換更小拉條截面并對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行求解驗(yàn)證,經(jīng)過調(diào)整撐桿長(zhǎng)度(但始終應(yīng)小于限值700 mm)后滿足應(yīng)力限值條件則說明縮小拉條截面是可行的。采用最終改造加固方案可使改造用鋼量取得最小值。

(3)針對(duì)部分常見截面、跨度及設(shè)計(jì)荷載的輕鋼廠房屋面檁條改造,利用ANSYS進(jìn)行擴(kuò)展計(jì)算,應(yīng)用最終改造加固方案,根據(jù)有限元仿真分析結(jié)果提出了可供快速選用的下?lián)问綑_條改造方案推薦表供工程應(yīng)用參考。