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新型多层框排架结构工业厂房在三维地震作用下的响应分析

欧兴付  
【摘要】:目前在我国苏南苏中地区出现了一种新型多层框排架结构工业厂房,这种厂房的屋盖结构采用预制预应力混凝土马鞍板,其余楼板结构采用预制预应力混凝土双T型板,马鞍板和双T型板与纵向框架梁通过预埋件焊接相连,同时沿纵向相隔一定距离设置横向框架。研究表明,与传统工业厂房相比,新型多层框排架结构工业厂房可节省造价约30%、节省钢材30%以上、节省模板约50%。但迄今对这种新型多层框排架结构工业厂房的抗震性能研究较少,我国又是地震多发国家,地震区域广阔而分散,地震频繁而强烈。所以,对这种新型多层框排架结构工业厂房进行三维地震作用下的研究对我国的社会发展和建设事业具有重要的现实意义。 本文采用有限元软件ANSYS对新型多层框排架结构工业厂房(下文中简称:普通结构)和设置减震连接装置的新型多层框排架结构工业厂房(预制预应力混凝土马鞍板和双T型板与纵向框架梁通过减震连接装置相连,下文中简称:设置减震连接装置结构)进行三维多遇和罕遇地震作用下的动力时程分析,得到如下结论: 1.和普通结构相比,设置减震连接装置结构的前6阶频率都减小了接近30%,同时周期增大,基本周期从原来的0.932s变为1.367s。 2.普通结构在三维多遇地震作用下,某些部位的纵向响应明显大于结构的横向响应,由此可以说明,对某些框排架结构进行结构设计和抗震设计时不仅要考虑横向地震作用的影响,还需要考虑纵向地震作用的影响。同时还得到结构在多遇地震作用下各层的竖向位移数值均很小,变化范围在0.04mm—0.07mm之间,只有水平位移的1%—2%,对结构各个方面的影响程度都很小 3.通过对普通结构工业厂房和设置减震连接装置结构工业厂房在三维多遇和罕遇地震作用下的分析,得到设置减震连接装置结构在地震作用下,横向水平位移和剪力、层间位移角,纵向水平位移和剪力、层间位移角都有不同程度的减小,说明设置减震连接装置结构具有明显的减震效果。 4.通过对普通结构工业厂房在一维和三维多遇和罕遇地震作用下的分析,得到普通结构在三维地震作用下的响应比一维地震作用下的响应都有不同程度的增大,最大平均增幅为21.90%。说明对某些结构进行抗震设计时不应仅考虑一维地震作用,还需要考虑三维地震作用对结构的影响。


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