文档介绍：框架_支撑钢结构抗震性能的有限元分析.
框架_支撑钢结构抗震性能的有限元分析.
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框架_支撑钢结构抗震性能的有限元分析.
四川建筑科学研究
Sichuan Building Science 第 31 卷 第 6 期
2005 年 12 月
收稿日期 :2004212206作者简介 :黄 怡 (1980- , 女 , 上海人 , 硕士研究生 , 主要从事钢结 构抗震性能研究。
框架 — 支撑钢结构抗震性能的有限元分析
黄 怡 ,王元清 , 石永久
(清华大学土木工程系 , 清华大学结构和振动教育部重点实验室 , 北京
100084
摘 要 :近年来 , 我国的大中城市相继出现了大批的中高层钢结构建筑 。框
架 — 支撑结构体系作为中高层的 一种结构形式被广泛采用 。 本文运用大型通用
有限元软件 ANSYS , , — 支撑钢结构建 筑进行了抗震性能的计算分析 , 分析包括
模态分析 、 反应谱分析 横向变形和支撑随地震波的内力响应情况等 。 关键词 :支
撑框架 ; 中图分类号 :文章编号 :1008-1933(2005 06-0140-04
1 概 述
中高层建筑平面布置灵活 , 又可在一定程度上
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提高土地利用率 , 在大中城市发展迅速 。框架 — 支 撑钢结构体系是中高层建筑运用最多的一种体系 , 它与纯钢框架结构相比有诸多优点 , 例如 :增加了整 体刚度和抗侧力能力 , 减少了用钢量 , 梁 、 柱节点承 受的弯矩小 , 构造相对简单等等
。
目前 , 对于中高层的动力方面研究已经较多 , 各 种专业软件纷纷投入运用 。但是对于立面较不规则 的建筑的地震分析 , 尤其是大震下的非线性时程分 析还不是很成熟 , 若采用某些专业软件进行简化计 算 , 由于用到的假定较多 , 其计算结果误差偏大 , 且 对于局部构造的分析不够完全 。 随着微机性能的不 断提高 , 现在大型通用有限元软件用于土木行业 , 对 结构的动力响应进行分析已经成为可能 。 因此选用 ANSYS 作为计算软件 , 其瞬态分析使得多层 、 高层
以及超高层的弹性 /弹塑性时程分析成为可能 [7]
。
下面 , 结合一中高层框架 — 支撑钢结构的设计 实例 , 用通用软件 ANSYS 对结构的动力特性及抗 震性能进行分析 。 2 工程背景
河北省廊坊市某综合服务中心为框架 — 支撑钢结构建筑 , 地上 8层 ,局部 9
层 , 总高度 38m , 结构 东西方向长 3814m , 南北方向宽 1612m 。 梁柱节点 采用双向刚接 , 采用 Q345 钢材 。荷载工况见表 1。 柱脚刚接 。 其结构平 、 立面如图 1
所示 , 支撑布置位 置见图 1(a 平面图虚线位置 。
表 1 建筑荷载
楼 面 屋 面
恒载 /(kN/m 2
415015活载 /(kN/m 2
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210015地 震
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Ⅲ 类场地 ,8 度抗震 , 按第 1 组设计计算
该结构在设计过程中已用 P KPM 软件进行静
力和抗震性能分析 , 用 ANSYS 软件对静力性能进 行校核 。 根据 P KPM 软件设计得到的该结构主要 的梁柱截面尺寸见表 2。
表 2 主要截面尺寸
/mm 楼层
柱 (箱型
主梁 (工型 次梁 (
工型
支撑
123456789
350×350×18
350×350×16
350×350×14400×200×
8×12
350×200×