新型散装粮食半地下平房仓的自振特性及地震响应分析
发布时间：2021-10-29 07:12
结合某粮食现代物流中心半地下平房仓实际工程,采用有限元法对柱支撑拉杆、钢支撑加固拉杆和吊杆连接拉杆三种不同拉杆形式的新型半地下平房仓进行了数值模拟分析研究。分析结果表明:柱支撑拉杆形式结构整体性能差,产生局部振动,采用钢支撑加固拉杆后拉杆体系刚度增加,整体性能得到改善,但柱支撑形式过多占用储粮空间,而吊杆连接拉杆的整体性较好,结构刚度比较合理,满足抗震计算精度要求。对吊杆连接拉杆的新型拉杆体系的半地下平方仓的动力特性进一步分析,发现结构主要振型符合以水平方向运动为主的规律。将振型分解反应谱法的分析结果与规范计算方法的结果进行对比分析,发现结构的整体位移及应力分布规律一致。该新型粮仓结构在7度多遇地震作用下,满仓时规范计算结果大于反应谱分析的结果,但两种方法得到的结构整体抗震性能良好,且按照规范结果进行抗震设计时结构会更加安全。
【文章来源】：工程抗震与加固改造. 2020,42(04)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
半地下拉杆系散装粮平房仓简图
半地下平房仓模型的仓壁、柱、双T板全部选用线性完全积分的实体单元建立，其中平房仓的柱与基础刚结，即约束粮仓底部节点的所有自由度以简化基础。砌体、钢筋混凝土墙、梁和柱之间的连接采用固结，双T板屋盖与梁铰接，柱子与拉杆之间刚接。利用有限元软件建模时，暂不考虑土体与仓壁之间的相互作用，通过对地下墙体施加位移边界条件，来模拟土体对粮仓地下部分的约束作用。由于该仓型有限元建模时部件种类繁多，因此对其采取简化处理，对模型中的钢筋混凝土构件的模拟采用整体性模型[11]，根据粮仓结构的设计与建模要求，利用ABAQUS软件建立三维实体模型，柱网和拉杆平面布置见图2所示，主要部件的计算参数，见表1所示。文中三种不同拉杆形式的分析模型只有拉杆支撑形式、拉杆与支撑间的连接方式和拉杆截面尺寸不同，仓体各构件建模时的材料参数和拉杆布置位置均相同(见表1和图2所示)，钢构件均采用Q235钢材。4 拉杆形式的确定和动力特性分析
通过对三种不同的拉杆形式进行动力特性分析，确定比较安全合理的新型粮仓结构[12]。三种拉杆形式包括:(1)柱支撑拉杆形式，支撑柱截面为600mm×600mm，材料属性和仓体中柱子相同。横向布置的每根拉杆由三根矩形支撑柱支撑，边跨6.9m，中间跨度7.5m，纵向拉杆下布置6根支撑柱，边跨7.25m，中间跨度9m，为增加结构整体性，拉杆与柱支撑采用固结。横纵向拉杆通长布置，接触面无连接。(2)在形式一基础上，采用HW250×255型号的H型钢对拉杆加固，横、纵向相邻拉杆之间以及拉杆与仓壁柱之间，每隔3m布置一根钢支撑，考虑到构件间的空间布局，在有支撑柱的地方将钢支撑错开布置，拉杆与钢支撑采用焊接方式，增加其整体性及拉杆侧向刚度。横纵向拉杆通长布置，接触面无连接。(3)吊杆连接拉杆形式，吊杆型号为HM340×250，每根横向拉杆上翼缘板布置两根吊杆，边跨10m，中间跨度9m，每根纵向拉杆连接6根吊杆，拉杆与吊杆之间均为焊接，为增加拉杆结构的整体性及刚度，横纵向拉杆接触面为焊接。由于结构为双轴对称结构，选取结构的1/18来示意构件的平面布置，见图3所示，构件截面尺寸见表2所示。拉杆初步选定布置在地上11.58m处，对三种结构形式的半地下平房仓进行模态分析。该仓型结构跨度大，拉杆为整体结构中的薄弱部位，三种拉杆形式的结构主振型均为Y向平动，由于大跨度结构实际计算模型动力自由度非常多，在应用振型叠加法时无法包含结构全部振型反应，为充分了解结构的振动特性并获得足够精确的地震反应，对三种模型均提取前200阶振型进行动力参数分析[13,14]。三种拉杆形式的结构前200阶Y向平动总振型质量参与系数见图4所示，前60阶频率见图5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]波纹腹板H型钢框架结构动力特性分析[J]. 张凯,王俊波,曹会敏,刘洪兵. 特种结构. 2018(05)
[2]粮食平房仓仓型的研究分析[J]. 陈峰,梁晓华. 粮食与食品工业. 2017(05)
[3]高层平面不规则框架-剪力墙结构的抗震性能分析[J]. 杨子旭,雷庆关. 兰州文理学院学报(自然科学版). 2017(03)
[4]利用地下空间解决我国粮仓紧缺问题[J]. 林在允. 地下空间. 1998(03)
[5]筒仓在地震作用下的计算理论[J]. 马建勋,梅占馨. 土木工程学报. 1997(01)
[6]采用连续体与集中质量组合模型计算筒型结构的自振特性[J]. 白力更,耿树江,张文革,李群,安琳瑛. 工业建筑. 1996(12)
[7]煤仓抗震动力特性的研究[J]. 蒋莼秋. 煤矿设计. 1987(09)
硕士论文
[1]双T板屋盖粮库结构设计及受力性能研究[D]. 孙文倩.西安科技大学 2015
[2]现浇楼板和填充墙对RC框架结构抗震性能影响的有限元分析[D]. 朱磊.南昌航空大学 2015
[3]10层框架钢结构加层后的抗震性能分析[D]. 殷亚君.长安大学 2014
[4]随机特性在地震动反应谱与强震地面运动模拟中的研究[D]. 齐微.北京工业大学 2004
本文编号：3464208
【文章来源】：工程抗震与加固改造. 2020,42(04)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
半地下拉杆系散装粮平房仓简图
半地下平房仓模型的仓壁、柱、双T板全部选用线性完全积分的实体单元建立，其中平房仓的柱与基础刚结，即约束粮仓底部节点的所有自由度以简化基础。砌体、钢筋混凝土墙、梁和柱之间的连接采用固结，双T板屋盖与梁铰接，柱子与拉杆之间刚接。利用有限元软件建模时，暂不考虑土体与仓壁之间的相互作用，通过对地下墙体施加位移边界条件，来模拟土体对粮仓地下部分的约束作用。由于该仓型有限元建模时部件种类繁多，因此对其采取简化处理，对模型中的钢筋混凝土构件的模拟采用整体性模型[11]，根据粮仓结构的设计与建模要求，利用ABAQUS软件建立三维实体模型，柱网和拉杆平面布置见图2所示，主要部件的计算参数，见表1所示。文中三种不同拉杆形式的分析模型只有拉杆支撑形式、拉杆与支撑间的连接方式和拉杆截面尺寸不同，仓体各构件建模时的材料参数和拉杆布置位置均相同(见表1和图2所示)，钢构件均采用Q235钢材。4 拉杆形式的确定和动力特性分析
通过对三种不同的拉杆形式进行动力特性分析，确定比较安全合理的新型粮仓结构[12]。三种拉杆形式包括:(1)柱支撑拉杆形式，支撑柱截面为600mm×600mm，材料属性和仓体中柱子相同。横向布置的每根拉杆由三根矩形支撑柱支撑，边跨6.9m，中间跨度7.5m，纵向拉杆下布置6根支撑柱，边跨7.25m，中间跨度9m，为增加结构整体性，拉杆与柱支撑采用固结。横纵向拉杆通长布置，接触面无连接。(2)在形式一基础上，采用HW250×255型号的H型钢对拉杆加固，横、纵向相邻拉杆之间以及拉杆与仓壁柱之间，每隔3m布置一根钢支撑，考虑到构件间的空间布局，在有支撑柱的地方将钢支撑错开布置，拉杆与钢支撑采用焊接方式，增加其整体性及拉杆侧向刚度。横纵向拉杆通长布置，接触面无连接。(3)吊杆连接拉杆形式，吊杆型号为HM340×250，每根横向拉杆上翼缘板布置两根吊杆，边跨10m，中间跨度9m，每根纵向拉杆连接6根吊杆，拉杆与吊杆之间均为焊接，为增加拉杆结构的整体性及刚度，横纵向拉杆接触面为焊接。由于结构为双轴对称结构，选取结构的1/18来示意构件的平面布置，见图3所示，构件截面尺寸见表2所示。拉杆初步选定布置在地上11.58m处，对三种结构形式的半地下平房仓进行模态分析。该仓型结构跨度大，拉杆为整体结构中的薄弱部位，三种拉杆形式的结构主振型均为Y向平动，由于大跨度结构实际计算模型动力自由度非常多，在应用振型叠加法时无法包含结构全部振型反应，为充分了解结构的振动特性并获得足够精确的地震反应，对三种模型均提取前200阶振型进行动力参数分析[13,14]。三种拉杆形式的结构前200阶Y向平动总振型质量参与系数见图4所示，前60阶频率见图5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]波纹腹板H型钢框架结构动力特性分析[J]. 张凯,王俊波,曹会敏,刘洪兵. 特种结构. 2018(05)
[2]粮食平房仓仓型的研究分析[J]. 陈峰,梁晓华. 粮食与食品工业. 2017(05)
[3]高层平面不规则框架-剪力墙结构的抗震性能分析[J]. 杨子旭,雷庆关. 兰州文理学院学报(自然科学版). 2017(03)
[4]利用地下空间解决我国粮仓紧缺问题[J]. 林在允. 地下空间. 1998(03)
[5]筒仓在地震作用下的计算理论[J]. 马建勋,梅占馨. 土木工程学报. 1997(01)
[6]采用连续体与集中质量组合模型计算筒型结构的自振特性[J]. 白力更,耿树江,张文革,李群,安琳瑛. 工业建筑. 1996(12)
[7]煤仓抗震动力特性的研究[J]. 蒋莼秋. 煤矿设计. 1987(09)
硕士论文
[1]双T板屋盖粮库结构设计及受力性能研究[D]. 孙文倩.西安科技大学 2015
[2]现浇楼板和填充墙对RC框架结构抗震性能影响的有限元分析[D]. 朱磊.南昌航空大学 2015
[3]10层框架钢结构加层后的抗震性能分析[D]. 殷亚君.长安大学 2014
[4]随机特性在地震动反应谱与强震地面运动模拟中的研究[D]. 齐微.北京工业大学 2004
本文编号：3464208
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3464208.html
