集装箱房抗侧刚度分析Ⅰ:整箱蒙皮效应

作为轻钢结构,集装箱房的水平抗侧能力是其抗震抗风设计的重要力学性能指标,而目前却缺乏可靠的理论计算式用以分析.为对实际工程设计提供参考,且为完善波纹蒙皮结构的理论体系,本文对集装箱房水平抗侧刚度的计算式进行推导.区别于传统利用螺栓连接的蒙皮结构,集装箱房的侧壁波纹板与其钢框架之间是焊接连接的,在剪切作用下的平面内相互作用力分布以及变形组成有很大变化,求解关键在于分析波纹膜板在焊接边界条件下的蒙皮效应.基于能量理论,结合ABAQUS有限元模拟方法,分析了集装箱房在顶部水平均布荷载作用下的理想抗侧刚度以及顶角件处水平集中荷载作用下的局部效应,分别得到相应的抗侧刚度计算公式,并利用已有试验数据对理论进行验证.结果表明:集中荷载作用下,加载端局部变形远大于整体侧移,且局部效应的有效作用范围同上侧梁线刚度、集装箱规格有关.实际工程中,通过增加上侧梁有效截面面积或上下层之间的连接件数量,可有效减小局部变形,提升整体抗侧能力.     

集装箱房抗侧刚度分析Ⅱ:侧板开洞影响

根据使用功能的需要,工程中往往需要对集装箱房进行开洞处理,而这会对其抗侧刚度产生较大影响.为得到侧板开洞集装箱房的抗侧刚度计算公式,本文研究了侧板开洞对边界焊接波纹蒙皮结构的折减系数以及不同的开洞形式对折减系数的影响.首先,根据欧洲蒙皮理论对集装箱侧板开洞形式进行了限制,并推导了相应的折减系数计算公式.然后,利用ABAQUS有限元模拟方法对理论进行验证,并针对限制条件中容易超出的3条(窗形洞口的高度、形状以及门形洞口的位置)进行超限分析.最后,利用课题组已有试验数据,对开洞集装箱的有限元建模方法进行验证.结果表明:窗形开洞会导致洞口四周发生明显的应力集中现象,使得整体抗侧刚度大幅削弱,而洞口四周进行加固处理则能有效抑制这种现象;实际工程中,宜优先考虑开设圆形洞口,其平滑对称的形状能削弱应力集中现象,在同等采光面积的前提下,相对方形洞口更为有利;而门形开洞对洞口位置敏感,应该尽量居中布置,否则会导致明显的局部效应.