吊车位置对单层钢结构厂房地震反应的影响

摘要

目前，单层钢结构厂房仍是我国厂房的主要形式。因此，对单层钢结构厂房抗震性能的研究仍然非常必要。单层钢结构厂房出现的一般震害现象表明，吊车位置是影响厂房在地震作用下破坏的一个因素。但是，对于这方面的研究并不是很多。所以，本文从吊车位置入手，研究了其对单层钢结构厂房地震反应的影响。
　　本文以一个有特重级工作制吊车的单层三跨钢结构厂房为研究对象，应用PKPM设计软件与SAP2000有限元结构分析软件，分别计算了厂房平面刚架的动力特性，对比计算结果，选择了SAP2000中吊车的模拟方式；并运用有限元方法、结构动力学理论和SAP2000结构分析软件，研究了地震作用下，吊车在不同位置对厂房整体结构动力特性、厂房柱脚内力、厂房柱顶位移的影响，以及吊车纵向水平力对单层钢结构厂房在地震作用时内力的影响。本文通过计算与分析，得到了如下结论：
　　吊车作为厂房的局部质量，其分布的不确定性对厂房整体结构的动力特性影响很小，但是布置了吊车的位置易产生横向振动，说明局部质量对所在框架的影响又不可忽略；当地震沿厂房横向作用时，吊车所在跨的位移值最大，且吊车所在框架的柱脚剪力和弯矩值也最大；地震沿厂房纵向作用时，刚架主要产生纵向的位移，且各榀刚架产生的位移相差很小，各个方向的弯矩值也较横向地震作用时较小；地震沿厂房横向作用时，吊车在不同位置时厂房的最大横向位移值、最大柱脚剪力值、最大柱脚弯矩值并不相同；无论地震是沿横向作用还是纵向作用，吊车的纵向水平力都对吊车起重量较小的单层钢结构厂房的最大柱脚内力影响不大。
　　本文对地震作用下，吊车位置对单层钢结构厂房动力特性、内力、变形的影响进行了研究，希望能为工程设计和理论分析提供参考。

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1 绪论

1.1 单层钢结构厂房概述

1.2 抗震研究概述

1.3 本文研究的目的和内容

2 有限元法基础及结构动力分析理论

2.1 有限元方法概述

2.2 有限元分析软件SAP2000

2.3 模态分析

2.4 振型分解反应谱法

2.5 本章小结

3 有限元模型中吊车模拟方式的选择

3.1 算例基本概况

3.2 厂房荷载计算

3.3 模型的建立与分析

3.4 本章小结

4 吊车位置对单层钢结构厂房动力特性的影响

4.1 厂房空间有限元建模的建立

4.2 厂房结构动力特性的计算与分析

4.3 本章小结

5 地震作用下吊车位置对单层钢结构厂房内力与变形的影响

5.1 地震作用

5.2 反应谱分析

5.3 吊车位置对单层钢结构厂房内力与变形的影响

5.4 吊车纵向水平力对单层钢结构厂房地震内力的影响

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢