杆式折叠结构的设计与受力性能分析 - 刘俊锋; 刘艳芝; 朱德举; 王涛 (Jianzhu Gangjiegou Jinzhan)
为实现房屋的折叠与展开并满足房屋的受力需求，在传统剪支铰折叠结构基础上，提出一种新型杆式折叠结构。首先，对新型杆式折叠结构进行设计和优化，采用螺旋理论对其进行自由度分析。同时，建立高度为2.2m的ABAQUS有限元模型，对其施加平面内竖向荷载，获得不同铰接约束次数、钢材强度等级、销轴孔径、槽钢壁厚、杆件宽度条件下折叠结构的初始刚度、极限承载力和破坏模式。最后，对折叠结构进行稳定性分析，提出设计建议。结果表明：当折叠结构展开后高宽比为<alternatives>1/<mroot>2</mroot> <?fx-imagestate width="8.12800026" height="3.55599999"?> <?fx-imagestate width="8.12800026" height="3.55599999"?> </alternatives>时，可以达到最大折叠率；折叠结构展开过程中机构自由度为1，当完全展开，施加一定铰接约束后结构自由度为负；次要受力杆件、销轴孔径对结构初始刚度和极限承载力影响不大；提高钢材强度等级、槽钢立柱壁厚、主要受力构件宽度可提高结构初始刚度和极限承载力，但是其值过高时会引起结构失稳破坏；为避免结构失稳，可通过促进塑性铰形成和将特定杆件改为箱形截面两种途径来实现。