Page 111 - 《橡塑技术与装备》2025年7期
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产品与设计
PRODUCT AND DESIGN
楼防护架进行静力特性研究，分析在不同工况下有无
风荷载控制作用架体的应力和变形特性，验证了架体
结构受力的合理性。
本文采用 ANSYS 软件，对钢架进行静力学分析，
研究结构的受力特点和大小，根据分析结果，对结构
进行相应的优化，进而提高结构的承载能力和稳定性。
1 分析模型的建立
1.1 模型前处理
公司主营业务为薄膜吹塑机组、流延机组等塑料
机械设备的研发、生产和销售，钢架的原始模型来源
于公司的模型装配图，但是原始模型不能直接用于结
构模拟，需要对模型前处理。 图 3 前处理后的模型每层主要受力结构图
模型前处理主要包括去除多余的部件和特征等。
只保留主要受力的结构，去除一些不对主体力学结构
造成影响的结构，如楼梯及扶手、螺栓、台板、角铁、
垫片等 ；去除螺纹孔、倒角、倒圆等特征，简化几何
模型。模型处理前后的模型示意图如图 2 所示。
图 4 主立柱，主横梁载面尺寸图
G ik — 第 i 个永久作用的标准值 ；
P— 预应力作用的有关代表值 ；
Q 1k — 第 1 个可变作用的标准值 ；
Q jk — 第 j 个可变作用的标准值 ；
γ Gi — 第 i 个永久作用的分项系数 ；
图 2 钢架原始模型 γ p — 预应力的分项系数 ；
钢架总高度为 36 m，平均高度每层 4 m，前处理 γ Q1 — 第 1 个可变作用的分项系数 ；
后的模型每层的主要受力结构如图 3 所示，每层的主 γ Qj — 第 j 个可变作用的分项系数 ；
要受力结构尺寸为 15 m×11 m，每层都包含有主立柱、 γ L1 、γ Lj — 第 1 个和第 j 个考虑结构使用年限的荷
主横梁和次立柱，本文主要对主立柱和主横梁进行强 载调整系数 ；
度和刚度分析，主立柱和主横梁的横截面尺寸如图 4 ψ cj — 第 j 个可变作用的组合值系数。
所示。 薄膜的生产在室内进行，为保证薄膜质量，工作
1.2 钢架载荷的确定 环境灰尘较少，因此钢架不考虑雪载荷、风载荷和积
根据《GB50068—2018_ 建筑结构可靠性设计统 灰载荷。本文分析的钢架结构主要承受钢架自重、其
一标准》，基本组合的效应设计值按下式中最不利值确 上机械设备的重量及均布活荷载。按照上述公式及标
定： 准要求，载荷取值如下表 1 所示，其中每层的设备载
S d =S(Σγ Gi G ik +γ P P+γ Q1 γ L1 Q 1k +Σγ Qj ψ cj γ Lj Q jk )（1） 荷在相应的面施加设备的重力，每层设备重力如下表
i ≥ 1 j ≥ 1
.
式中 ： S（ ）— 作用组合的效应函数 ； 2 所示。
年
2025 第 51 卷 ·63·
