轻钢门式刚架结构柱间柔性支撑抗震性能研究

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轻钢门式刚架结构具有取材方便、用料较省、自重更轻、造价更低等优点,在工业厂房中得到了越来越广泛的应用。但是对于轻钢门式刚架结构的抗震问题,规范没有明确的规定,也没有说明计算要点、抗震构造措施等,这给实际工程设计带来了很大的不便。同时在有吊车轻型结构柱间支撑设计时,《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》只是建议使用型钢支撑,而在实际工程中时有柔性支撑被采用。柔性支撑在有吊车轻钢门式刚架结构的抗震性能如何,国内外未见相关研究。因此,对柔性支撑的轻钢门式刚架结构进行系统的研究具有重要的理论意义和实际价值。  本文主要内容及结论:  1)在支撑内力强度满足要求的前提下,对不同吊车荷载作用下的柱间柔性支撑和刚性支撑进行动力特性分析与地震反应谱分析。结果表明:在轻级工作制吊车荷载作用下,随着吨位的增加,结构的自振周期和柱顶的纵向位移随之增大,且对横向振型的影响比纵向振型显著;刚性支撑的柱脚纵向剪力集中在支撑两侧柱,而柔性支撑则集中于单侧柱上。  2)为研究吊车位置变化对结构受力变形及动力特性的影响,分别建立了三个模型,并进行动力特性和反应谱分析。得出吊车所在的位置对纵向振型以及纵向的受力情况影响不显著,但是对横向振型的自振周期影响较大且吊车所在柱列震动显著。  3)比较了三种支撑布置方式对结构动力特性和地震响应的影响,得出了集中式布置周期最长,柱脚纵向剪力集中在柱间设置支撑的列柱上;单斜式支撑周期居中,柱脚纵向剪力程间隔性变化;分布式支撑周期最短,柱脚纵向剪力可以较好的分布于各柱上。  4)对不同的支撑布置形式和不同的支撑截面进行了综合比较,分布式支撑具有较好的抗震性能和经济效益。  5)对分布式柔性支撑模型进行了时程分析。与反应谱分析结果相比,人工地震波作用下计算结果几乎相等,EL波作用下有所增加,兰州波作用下有所减少,但各模型变化趋势与反应谱计算结果基本一致。
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