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《重庆大学》 2005年
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不规则大型钢结构厂房空间抗震研究

丁剑平  
【摘要】:随着国民经济的持续发展,建设市场呈现一派欣欣向荣的景象,钢铁市场的供不应求,使得生产厂家争先恐后上马转炉炼钢项目。而长期以来由于技术原因和设计周期的限制,对这类建筑,设计人员很少按空间结构模型进行抗震分析,一般只是根据经验公式的简单近似算法结果以及设计师的经验采取了一些抗震构造措施。设计带有一定程度的盲目性,一直缺乏相应的理论依据作支撑。很多项目位于抗震设防区,却无这种结构的震害记录。已建的厂房结构尚未发生地震破坏,但并不说明不存在隐患。 一般而言,转炉炼钢主厂房由炉渣跨、加料跨、炉子跨、钢水接受跨、连铸浇铸跨及连铸出坯跨组成,转炉炼钢的核心设备布置在炉子跨中部的塔楼内。塔楼高达50 米左右,其周围单层厂房高低不平,厂房内布置有单层吊车,甚至布置有双层吊车或三层吊车。由于工艺布置的特殊性,塔楼与厂房难以脱开,或者难以完全脱开,即使部分脱开,仍属质量、刚度分布严重不均匀的不规则建筑。而通过改变转炉炼钢工艺布置以适应结构抗震的可能性很小。 我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),对抗震设计提出了更高和更严的要求。规范规定对转炉炼钢厂房这种质量、刚度分布严重不均匀的不规则建(构)筑物,应避免采用,但没有提供作为设计依据的具体条文。虽然就材料本身而言,钢结构强度高、承载力大,而且抗震性能比混凝土结构要优越得多,抗震规范宜区别对待,但为安全起见,对其进行相关的空间抗震验算是非常必要的。 综合上述的问题,本文以某一大型转炉炼钢主厂房为研究对象,利用现有有限元程序ANSYS,建立了整体结构完整的空间有限元模型,进行了三维空间的非地震载荷分析和地震响应分析,从而更全面地掌握不规则大型钢结构建(构)筑物的安全性及其抗震性能。同时利用三维空间模型的计算结果,检验平面简化设计的可行性,从而为寻求与之相适应的空间结构抗震设计的简化计算方法打下基础。  
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU391

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