空客a320总装线厂房钢结构节点承载力分析与结构地震响应分析

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1、第章绪论图1-2厂区鸟瞰固总装厂房和喷漆厂房的主体结构均为钢结构，设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为级。结构中主要的连接方法为焊接．本文研究的几个关键节点均为多根杆件交汇，且加劲肋(板)数目较多，节点域应力分布复杂。为了掌握关键节点的受力性能和保证其受力安全，需对节点受力性能进行详细的有限元分析。总装厂房的主要抗震设计参数为：抗震设防烈度7度，设计基本加速度为O159，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ娄，建筑物抗震设防类别为乙类。由其参数可以看出，总装厂房位于《中国地震烈度区划图(1990)》中

2、的抗震区，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第l0．2条的要求，抗震设防烈度为6度及以上的地区的建筑必须进行抗震设计。一般来说还应满足“小震不坏，中震可修，太震不倒”的要求。到目前为止，人们对地震及结构地震反应的许多规律尚未完全认识，抗震设计计算方法还不够完善．闻此要精确地进行结构抗震设计是很困难的“1。1．1．2研究目的(1)钢结构节点承载力分析的目的在于：从结构整体受力性能出发，实现“强节点、弱构件”的设计要求；对节点进行弹性有限元分析，掌握节点应力场分布的特点，找出控制应力出现的

3、区域与节点的加强方式并提出改进意见；评价节点在设计承载力下的安全性。12)结构地震响应分析的目的在于：检验A320总装厂房结构在地震作用第一章绪论下的安全性及其是否能达到抗震设防性能目标，采用反应谱法和弹性时程分析法计算了小震作用下结构的地震反应。1．1．3研究意义(1)在结构设计中，应体现“强节点弱构件”的设计原则，让构件屈服在先，目的在于利用构件的塑性变形来吸收荷载作用下的能量，充分发挥材料的强度，以保证节点的安全和结构的延性。在钢结构中，设计时所采用的连接方法是否合理，施工时所完成的连接质量的好坏

4、，都直接影响到钢结构的工程造价、工作性能及使用寿命。由此可见连接在钢结构中占重要地位‘21。而节点是由各个构件通过连接形成的，因此，节点的受力性能和安全性关系到整个钢结构工程能否完成在设计荷载作用下应有的各项使用工能。(2)地震是危及国民经济建设和人民生命财产安全的突发性自然灾害、地震除了造成人身伤亡外，还使建筑物被破坏；使公共设施如交通、供电、供水、供气、输油、通讯等中断服务，继而引发水、火、疾病等次生灾害，给社会生活带来极为严重的后果。仅1996年N2005年全球就发生6级以上地震1220余次，平均

5、每年死亡近1．2万人，经济损失年平均约87亿美元。虽然设计抗震性能优良的建筑物是减小地震灾害的一条重要途径，但地震的不可预见性导致了在抗震设计中地震设计值的确定比建筑物可能遇到的任何其它类型的荷载都难以把握。在1976年的唐山大地震和1995年的阪神大地震中，大量的现代化建筑物毁于一旦，造成了巨大的人员伤亡和经济损失，这就给人以启示：抗震设计规范、方法仍需要不断地研究和发展，与此同时还需要通过一定的评估体系来实现对已有建筑物抗震性能的评价，这样才能保证社会进程平稳健康地向前发展。结构在长期使用过程中，随

6、着时间的推移，结构的很多动力参数都将发生变化，例如材料的老化、不利的环境以及使用不当等都会造成结构某种程度的损伤，导致结构的承载力下降、耐久性降低和抗震性能的退化，对结构的动力性能与抗震性能均有很大影响。因此，对现役结构进行地震分析与评估，并据此进行合理的抗震加固，对最大限度地减少震害损失以及保护人民生命财产安全，都具有重要意义¨1。第一章绪论1．2节点承载力和抗震设计理论的国内外研究现状及存在问题1．2．1国内外研究现状1、节点承载力的研究现状节点形式的创新与发展是推动钢结构发展的重要动力。任何一种节

7、点形式的提出和发展都需要相应的理论研究和试验研究，这样这种节点形式才能成熟的应用于实际工程。因此在节点形式的发展过程中，理论研究和试验研究起着不可或缺的作用。理论研究：近年来随着计算机技术的发展和大量数值分析软件的开发，有限元法已逐渐成为节点理论研究的主流方法。用有限元法进行节点数值分析的关键在于准确有效的单元网格划分和确定合理的边界条件。试验研究：通过对节点进行缩尺模型试验，验证节点的安全性和可靠性。模型的设计制作与试验是根据相似理论进行的，用适当的比例尺和相似材料制成与真型结构几何相似的试验对象，在

8、模型上施加相似力系(或称“比例荷载”)，使模型受力后再现真型结构的实际工作状况，最后按照相似理论由模型试验的结果推断实际结构的工作。因此，要求模型有比较严格的相似条件，即要求做到几何相似、力学相似和材料相似‘们。2、抗震设计理论的研究现状地震实践表明，破坏性地震引起的人员伤亡和经济损失，主要是由于地震时产生的巨大能量使得建筑物、工程设施发生的破坏和倒塌，以及伴随的次生灾害造成的。要想最大限度的减轻地震灾害，工程建设时必须进行合理的抗震设防，