超大吊车吨位重型厂房自振特性分析.pdf

《超大吊车吨位重型厂房自振特性分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工艺与设备建材与装饰2013年9月超大吊车吨位重型厂房自振特性分析夏柱波韩冬刘松（机械工业第六设计研究院有限公司河南省郑州市450007）摘要：结构自振周期是结构本身的动力特性，与结构系统本身的特性有关，当自振周期与地震作用的周期接近时，共振发生，将会加大震害，影响到结构自身的安全。本文用有限元分析软件模拟分析某超大吨位厂房的支撑系统布置强、弱时，其自振周期的分析，分析支撑系统的布置对结构自振周期的影响。关键词：自振周期；有限元分析；支撑系统中图分类号：TU391文献标识码：B文章编号：1673-0

2、038（2013）28-0112-021引言空间分析时，其动力特性受屋盖系统、支撑系统、吊车系统等整了解结构结构动力特性是进行结构动力分析及抗震设计的体刚度的影响，因而阵型非常复杂，且有大量的局部阵型。为考基础，结构自振周期[1]是结构本身的动力特性，与结构系统本身察超大吨位厂房本身的结构自振特性以及结构本身支撑系统的特性有关。当自振周期与地震作用的周期接近时，共振发生，的强弱对厂房振动特性的影响，我们使用专业有限元分析软件对建筑造成很大影响，将会加大震害，危害到结构的安全。因此MIDAS模拟分析本

3、工程的支撑布置情况，建模时考虑了支撑研究结构的自振特性对进行我们对该结构的设计影响非常大，强、弱两种模型（均为设置吊车梁系统）进行计算比较，吊车自但对于大吨位或者超大吨位吊车的重型厂房的自振特性的研究重及吊车荷载与MIDAS模型中以荷载转化为质量的形式输入在国内还较少，且相关的研究成果资料也较少，因此对超大吨位模型中计算，支撑布置较强时为在吨位较大的后2跨设置了通吊车厂房（吊车吨位达到800t的工业厂房）其自振周期的研究对长的上柱支撑，且于屋面受力不利位置适当增设纵向水平支此类厂房的抗震设计均有较大

4、的影响。撑，详见图1。2工程概况某联合厂房为七联跨厂房，跨度均为36m。吊车吨位按跨度分别为400+400t、500t、300t、200t、250t、250t、100t。吊车工作等级均为A5。这在国内的重型工业厂房中是极少见的。该厂房宽258.95m，长408.15m，共7跨，柱距均为18m，该厂房在长度方向在中间设置一道伸缩缝。厂房主结构采用单层框架钢结构：图1MIDAS厂房整体模型（1）框架：下柱采用格构式钢管混凝土，上柱采用实腹式钢表1~2为使用MIDAS软件模拟建模时计算的自振周期，因柱；考

5、虑厂房空间的复杂性，阵型非常多，计算时仅计算前50个阵（2）钢梁屋盖系统支撑布置：前4跨钢梁采用楔形实腹式H型。图2~3例均为选取前2种模态对应的结构自振特性的等值型钢钢梁，后2跨采用实腹式H型钢钢梁，在柱间支撑对用开线图例。间设置横向水平支撑，在屋盖端部及柱头处设置纵向水平支通过对强支撑与弱支撑的结构自振周期及自振特性的比较，撑；及通过对各种模型的基本自振模态等值线图的比较，可以很明（3）吊车梁系统：钢吊车梁采用实腹式焊接工字形钢，制动系显的看出：支撑系统的布置强、弱对结构的自振特性影响也很重统采

6、用制动梁，系统中设置辅助桁架和下翼缘水平支撑及垂直要，支撑布置较强时，结构整体自振变形幅值相对支撑较弱时要支撑；小很多；且整体结构基本周期的变化弱支撑为0.0856s，强支撑为（4）基础：桩+独立承台。0.0712s，支撑的加强明显减少了结构自振周期的变化；通过自振3支撑系统对厂房自振周期的分析周期表可以看出，结构在支撑系统布置相对较强时，其第一扭转周期与基本周期的比值明显比支撑布置较弱时要小；因此通过大吨位厂房在吊车运行过程中，由于吊车及吊运货物的运加强支撑的布置来加强结构整体的刚度，减少结构的整

7、体自振行，会加大厂房的整体振动，且吊车及吊运货物的质量很大，对变形，加强了结构的安全保证。厂房结构的整体自振周期也会有一定影响；但合理布置的支撑系统可以很大程度上加大厂房的整体刚度，从而减小厂房的振4结论动。对于此类大跨度、大吨位的重型及超重型工业厂房，在进行通过MIDAS对该厂房结构自振特性进行模拟分析，可以得·112·2013年9月建材与装饰工艺与设备表1有吊车支撑系统较强时结构的自振周期频率周期频率周期模态号模态号（rad/sec）（cycle/sec）（sec）（rad/sec）（cycle

8、/sec）（sec）19.57541.5240.65622717.33172.75840.362529.70661.54490.64732817.45072.77740.3601310.12721.61180.62042917.58582.79890.3573410.4561.66410.60093017.69342.81600.3551511.43981.82070.54923117.8772.84520.3515612.57052.00070.49983217.9