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一个为U2乐队布景的玻璃钢拱的分析(英国)

  • 研究风荷载的影响
  • 提升过程中拱的拉力


一个高层建筑及工程顾问公司用LUSAS Civil & Structural分析软件,帮助设计一个自承玻璃钢筋塑料拱,这是个30m高的结构,作为摇滚乐队U2此次世界巡演的舞台布景的一部分。


为了方便两个音乐会间的运输,7.8m高、12m宽的上部拱将由40个分开的玻璃钢筋塑料板构成。每个板厚25mm,为了便于装配,在竖直方向上它们通过8个插销与相邻的其它面板连接。基础钢框架适合内部较低的4块面板,而中心的提升钢框架适合拱的顶部。四根拉紧的索用来连接提升框架的顶部和基础框架,并且在提升的过程中帮助加强拱。在地面上装配好后,通过基础框架,拱被提升到指定位置并被固定到玻璃钢拱的木头支架上。


LUSAS被用来研究玻璃钢板和插销里的应力和外力,这些力在提升拱的过程中所产生,而且更严重的情况是由指定的设计风荷载(130km/h)所引起。

                 


使用LUSAS通过该公司内部CAD系统支持的DXF文件,创建有限元模型。使用LUSAS中的QSL8 semiloof壳单元建模玻璃钢板,用JL46连接单元建模插销。而提升和基础构件的圆形或矩形空心钢部件则采用BSL4梁单元建模。施加自重和风荷载,然后对构件进行线性静态分析,通过与实验结果对比,得出玻璃钢面板的应力和插销中的力。

对插销进行单独的拉力实验,得出其破坏荷载为2吨。通过使用LUSAS Civil & Structural分析上部拱,可以得到在*坏荷载条件下插销连接处的力为1.5吨,满足设计的要求。


LUSAS也用来研究四根拉紧的索中增加拉力的影响。目的是为了进一步减小*外面插销中的全部力。施加一个初始应力荷载到单元来取代索,并重新进行分析,结果表明,由于拱的几何尺寸和索的位置,增加索的拉力至超过*初指定的值并没有好处。



 面临一个紧急的设计时间表,但专责的工程师以及LUSAS Civil & Structural软件的使用,确保了合同在巡演舞台装配和排练前按时完成。
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