T形平面布置的空间桁架结构抗震分析方法研究.pdf

《T形平面布置的空间桁架结构抗震分析方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第38卷第6期四川建筑科学研究2012年12月SichuanBuildingSciencel93T形平面布置的空问桁架结构抗震分析方法研究黄乐平，王志萍(浙江建设职业技术学院，浙江杭州311231)摘要：以T形平面布置的空间桁架结构为例，对该类结构的多维抗震分析方法进行了研究。首先，对其进行了详细的模态分析；其次，结合常用多维反应谱组合法和时程分析法，进行了基底反力和节点位移的比较；最后，分析了地震动输入角度改变对构件内力组合值的影响。结果表明：该类结构扭转模态和竖向振动模态显著，应考虑多维地震作用，我国采用的多维反应谱组合能较好考虑扭转模态，但对竖向地震作用显著偏小，以及地震动输入角度的改变

2、对结构响应影响较显著。可供同类结构抗震设计与分析参考。关键词：T形；空问桁架结构；多维反应谱；地震动输入角度中图分类号：TU352．1文献标识码：B文章编号：1008—1933(2012)06—193—030引言1结构特征与模态特征分析空间桁架结构刚度大、整体性好、重量轻、材料1．1结构特征省，广泛应用于大跨度的候车厅、博物馆、体育馆等单层结构，层高为10m，肋部横向3跨，跨度为公共建筑引。由于许多公共建筑的功能要求，使其21m，纵向4跨，跨度为21．5m，翼缘横向7跨，跨建筑平面呈现不规则形式，如T形、I形等。在此背度为21m，纵向2跨，跨度为21．5m，结构左右对景下，当对空问桁架结构进行

3、抗震分析时，必须合理称，楼盖结构由横向主桁架、纵向主桁架、横向次桁考虑多维地震动输人，其一是由于大跨度，应考虑竖架以及上下弦纵向联系梁组成。柱子为箱形钢柱，向地震，其二是当输入的地震动方向平行于结构非楼盖水平构件均采用I形钢(图1)。对称轴时，就会引起扭转效应，该效应就会引起另一1．2模态特征水平方向的响应。此外，实际应用中常假设水平双为合理求得结构的模态特征，分别采用ANSYS向地震动输入方向与结构整体坐标系的、y轴是与SAP2000软件进行分析。经汇总，其模态特点如平行的，但文献[6-7]指出，对于规则结构，该假设是下：第1模态为水平横向移动，第2模态为水平纵向合理的，反之，应对改变地震动

4、输人方向下结构响应移动，第3模态为同向扭转变形，第4模态为肋部和变化的分析。目前，在实际结构设计中，常采用以反翼缘反向变形，之后主要以空间桁架竖向振动为主应谱法为主、地震波时程分析为补充的方法J，并(图2～4)。表1列出了前l0模态周期的ANSYS没有考虑输入方向的影响。同时，对于多维反应谱和SAP2000计算结果。组合法，国内外普遍采用单维CQC法和多维组合的方式，如SRSS法、40％法、30％法和我国的水平SRSS组合与0．4倍竖向相加的方法，因此，很有必要合理评估各组合方法针对该类结构的适用性。借此，本文以T形平面布置空间桁架结构为例，首一先分析了其模态特征，接着结合场地地震波的时程图1

5、结构模型图2第1模态分析，比较了各多维反应谱组合方式的计算结果，最后改变地震动输入方向，比较了方向改变对结构响应的影响。图3第4模态图4第5模态收稿日期：2o12-Ol—lO作者简介：黄乐平(1977一)，女，浙江东阳人，硕士，讲师，工程师，主要从事结构工程研究。E—mail：lph311231@163．com由模态分析可知，扭转振型和竖向振型显然不194四川建筑科学研究第38卷能忽略，且由于扭转相关模态存在着多种形式，即同由于楼板的约束，因此扭转引起的是结构整体一标高的各节点响应的相互关系不能简单通过线性或局部整体的扭转变形，当构件的侧向刚度分布均函数来表示，与规则结构存在显著区别，更说明对

6、不匀时，基底水平力应与不考虑扭转变形相差不大，但同方向地震动输入响应的研究显得更为必要。从模两者绕z轴的扭矩差别显著。结合表2的F、F和态质量累积数可知，绕竖向轴扭转的累积数分布于可知，我国《规范》的组合与国外采用的其它组前4模态，即对该类结构，水平振型易诱发扭转振合差异很小，说明具有很强的合理性，能合理考虑扭型。此外，竖向振动为主的相邻模态周期非常接近，转效应。但结合，、和可知，我国《规范》的这两者均说明应合理选择多维地震的组合方式。组合明显偏小，其主要原因为竖向地震力的影响。表1ANSYS和SAP2000模态周期比较由表2可知，所选择的地震波较符合《规范》要求。序列A误差序列姒A误差从实际

7、地震波时程分析的和可知，其它反应／％／％谱组合较合理。因此，对于大跨度的空间结构，为确1．8071．7383．960．2630．262O．61．7711．7l53．370．2630．2620．6保结构安全，建议可选用SRSS或40％组合。1．5631．5o63．780．2590．2580．42．2节点竖向位移0．3140．3171．090．2590．2580．40．263O．2640．6100．2