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可靠性分析报告

可靠性分析报告

4m美化方柱风荷承载能力分析

1分析内容

本文以4m加罩美化外罩组装件为研究对象，对方柱美化外罩在设计极限使用环境条件下的可靠性进行分析，包括极限风载荷下的有限元强度分析及与地面连接用螺栓的强度校核。

产品安装在楼面，距离地面高度不大于30m，地面粗造度类型为B型或C型；极限基本风压0.8kN/m2(12级飓风工况下)。

2方柱主体有限元分析

2.1方柱主体的有限元模型

方柱底座用8个M12*110mm膨胀螺栓与楼面固定，下外罩与上外罩套接，上外罩与装饰顶套接，分别通过8个M8*25螺钉固定。结构见图2-1，有限元网络图见图2-2，材料属性见表2-1：

2-1方柱模型图图2-2方柱有限元网络图

表2-1材料类型及参数表

结构名称

材料名称

质量密度(Kg/m3)

弹性模量(Pa)

泊松比

应力极限MPa

底座

热轧钢Q235

7800

2.1E+11

0.28

235

下外罩

玻璃钢

1800

2.5E+10

0.3

50

上外罩

玻璃钢

1800

2.5E+10

0.3

50

装饰顶

玻璃钢

1800

2.5E+10

0.3

50

2.2约束与载荷

1.载荷确定：

计算围护结构时，垂直于建筑表面的风载荷标准值，按下述公式计算：

式中：

由以上计算得：

表2-2风载荷

系数

B级地面

C级地面

1.64

1.83

1.3

1.3

1.42

1.00

0.8

0.8

2.42

1.9

最大风压QUOTE

2.42

在极限工作条件下在天线外罩上加载面力2420N/m2，如图2-3中红色网格所示，对底座底面进行约束，如图2-3所示。

2.3分析结果与可靠性计算

经完成以上准备工作后进行仿真分析，分析结果如下各图所示:

图2-4整体结构位移云图图2-5整体结构应力云图

结果：整体最大位移10mm结果：整体最大应力69.3MPa

图2-6外罩应力云图图2-7底座应力云图

结果：整体最大位移19.7MPa结果：整体最大应力69.3MPa

玻璃钢外罩产生的最大应力为19.7MPa，最大位移为10mm，安全系数为2.54。

2.541,玻璃钢外罩足够安全。

底座产生的最大应力为69.3MPa，安全系数为3.4。

3.41,底座足够安全。

3接地膨胀螺栓强度校核

方柱底座用8个M12*110mm膨胀螺栓与楼面固定，螺栓四面均布，布置在力学分析模型如图2-8：

图2-9力矩平衡简图

由力矩平衡：

风载QUOTE,S为外罩主体迎风面积

主体自重约160kg,H=4m，L=0.646m，

计算可得作用在膨胀螺栓上的拉力QUOTEf=4299.34N=438.7kgff=4299.34N=438.7kgf

M12×110螺栓锚固在75#砖砌体上的许用拉力为440kgf438.7kgf，安全。

锚固在150#混凝土上的需用拉力为1060公斤力，

安全系数n=1060/438.7=2.41,安全。

4.结论

综上所述，我们可以得出如下结论：

1．方柱主体的有限元分析结论

通过有限元分析可知即使在12级飓风工况下，天线主体仍然坚固可靠，结构整体的最低安全系数大于1，所以其可靠性100%安全。

2．接地膨胀螺栓强度校核结论

底座锚固在75#砖砌体上和锚固在150#混凝土上其安全系数大于1，可靠性100%安全。

总之，方柱主体满足设计要求中极限工况下的使用要求，结构安全可靠。