吊车单层轻型钢结构厂房的动力特性有限元研究

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．04．026吊车单层轻型钢结构厂房的动力特性有限元研究魏(西安建筑科技大学，摘要：本文采用有限元软件SAP2000对带吊车单层轻型钢结构厂房进行了整体模态分析，并将单榀门式刚架和整体结构的动力特性进行对比，研究表明：第一振型时吊车所在位置的横向振动明显；吊车位置对厂房结构的第一周期影响较大；吊车在某列位置时，该列横向振动明显，即局部质量对所在刚架的影响较大；整体模型的第一阶固有周期和平面模型的第一阶固有周期相差不大；空间框架的基频比平面框

2、架高，说明其整体性比较强。关键词：门式刚架；吊车；有限元研究；动力反应中图分类号：TU392文献标志码：A文章编号：1672—4011(2013)04—0060—04TheFiniteElementsStudyfortheDynamicCharacteristicofLightweightSteel，StructureWorkshopwithCraneWElXian(Xi’artUniversityofArchitectureandTechnology，Xi7art710055，China)Abstrac

3、t：Inthispaper，thefiniteelementsoftwareSAP2000areappliedtoinvestigatethedynamiccharacteristicoflightweightsteelstructureworkshopwithcrane，comparingthedynamiccharacteristicsofsinglepanmodelandthewholework·shopstructuremodel．Theresultsare：1．Inthefirstvibrati

4、onmode，transversevibrationisobviousinthelocationofthecrane；2．Thecranepositionhasabigimpactonthefirstcycleofworkshopstructure；3．Transversevibrationofthecolumnwithcraneisobvious，thismeanthatlocalqualityinfluenceonpenalframe埘t}lcranegreatly：4．Firstordercycle

5、iswithoutbigdifference；5．Firstfrequencyofspacemodelishigherthanpanmodel，SOitsintegfityisstrong．Keywords：LightweightSteelStructure；Crane；FiniteElementStudy；Dynamic0前言门式刚架具有质量轻、工业化程度高、柱网布置较灵活等优点，目前被广泛应用于大型工业厂房及交通设施等建筑中。国内的文献主要以无吊车的轻型门式刚架为研究对象，对于带吊车门式刚架的研究相对

6、较少¨“1。我国现行规范《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECSl01—2002)¨o中有关门式刚架抗震设计在第3．2．4条中规定：“地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定计算”，而《建筑抗震设计规范》GB50011—2010”1第9．2．1中规定：“本节主要适用于钢柱、钢作者简介：魏弦(1987一)，女，陕西渭南人，硕士研究生。弦陕西西安710055)屋架或钢屋面梁承重的单层厂房。单层的轻型钢结构厂房的抗震设计，应符合专门的规定”，并在后面的相关条文中指明：本次修订，仍不包

7、括轻型钢结构厂房。由此可知我国的现行规范仍然没有对单层轻型钢结构厂房抗震设计做出说明，为此本文对带吊车单层轻型门式刚架结构的动力特性进行了有限元分析。1厂房整体结构的动力特性分析1．1建立有限元模型本文所研究的刚架从《门式刚架轻型房屋钢结构(有吊车)》(04SG518—3)旧1标准图集的刚架表中选取。厂房总的长度为54m，宽度为30m。刚架斜梁为单跨双破，坡度为1／15，柱距为6m，钢材的牌号选取Q235。吊车起重量为10t，牛腿标高为7．8m，柱顶标高为12m。门式刚架的主要截面尺寸见表1刚架柱采用单阶

8、柱，刚架斜梁采用变截面。屋面板采用压型钢板，基本风压w。为0．7kN／m2，抗震设防烈度为8度(O．2g)，场地类别为Ⅱ类，地面粗糙度为B类。在动力特性分析中，吊车质量按集中质量考虑，如图l所示；屋面板和维护结构的自重分别考虑在梁、柱的密度当中，吊车按照集中质量点考虑，布置在牛腿上。进行模拟时，有吊车柱列的较大吊车荷载均布置在左柱上。其空间整体模型如图2所示，平面布置图如图3所示。表1模型结构的梁柱截面特性跨度／m柱截面特性／