关键词:
大悬挑钢雨篷结构
静态分析
反应谱分析
时程分析
摘要:
随着我国社会经济的持续发展和城市规划建设的快速推进,悬挑雨篷因其独特的外观设计和突出的建筑风格,在各种工程项目中得到了越来越广泛的关注。并且随着各种钢结构的广泛使用,研究钢结构的抗震性不可忽视。对于结构复杂工程项目,应当严格遵循抗震规范,通过建立Midas Gen有限元模型,确立建模的准确性,对钢结构悬挑雨篷进行地震响应研究分析。本文开展的主要工作内容如下:
(1)利用Midas Gen构建大悬挑钢雨篷结构有限元模型,在设置的三种不同工况下,对该结构进行静态分析。研究结构内力、应力和位移的数据分布,深入了解结构静力性能。通过分析数据得出,该结构挠度达到规范标准。
(2)对结构进行反应谱分析,通过这一分析,了解结构在不同方向地震组合作用下的位移和动态响应规律。采用振型分解法进行设防地震作用下的动力时程分析,研究悬挑雨篷各构件及整体结构的抗震性能。分析得出该结构在水平方向上的抗侧刚度在X和Y方向上分布均匀,通过比较结构在三种不同地震组合影响下的节点位移分布,得出整体结构在不同方向水平作用地震下,X向抗侧刚度要小于Y向抗侧刚度。
(3)对结构开展了多遇地震作用下的时程分析,根据场地特性和抗震设防烈度选取7条地震波,根据计算得出结构基底剪重比满足抗震规范要求。在不同角度、水平和竖向方向的多条地震波地震响应的作用下,分析得出结构水平X向位移较大,在竖向地震作用下,悬挑板边缘位移最大。
(4)在罕遇地震情境下,对结构实施了非线性时程分析,研究了3条地震波在水平单向以及水平与竖向组合作用下的动态反应。分析结果显示,结构整体的基底剪力符合我国抗震规范中关于剪重系数的标准。结构的最大层间位移角大于规范建议的1/50限值。结构塑性铰屈服状态分析表示,在雨篷柱和雨篷板悬挑位置出现了屈服现象。其中,多数构件的塑性铰保持在生命安全阶段内,但仍有少数构件的塑性铰超出了其极限承载力。针对这些结构上的弱点,我们可以采取一系列加固措施,如增大部分构件的截面尺寸,增设粘滞或粘弹性阻尼器,以及增加钢支撑等,以提升结构的稳固性和安全性。