钢屋盖弹性支座对结构地震反应的影响研究

发布时间：2020-09-25 15:28

　　 结合甘肃会展中心建筑群项目——展览中心工程,分析并研究了钢屋盖的弹性支座对下部混凝土结构和屋盖水平地震反应的影响。结构基底水平地震反应和屋盖内力随着支座弹性刚度的变化具有一定规律性,并非一般认识中的单调递减,钢结构屋盖的内力甚至会增大。对该类多层结构按调频质量阻尼器(TMD)减震系统的观点进行了解释,最后采用两质点简化模型分析其一般性规律,结果表明弹性支座上、下结构的质量关系对其内力变化起控制作用。
【部分图文】：

本地震加速度0.2g，设计地震分组第三组，建筑场地类别为II类，建筑抗震设防类别为重点设防类。主体结构为2层的钢筋混凝土框架，地上1层展厅的基本柱网尺寸为18m×18m，2层抽柱形成大跨空间，由三角形立体钢管桁架构成屋面，跨度54m，南侧和北侧分别悬挑23m和18m，呈曲面造型。屋面分为4个独立的结构单元，同时由于功能和造型的需要，4块屋面过渡部位的二夹层(下沉槽口)设置有3个跨度54m的下沉钢门桥，每个钢门桥由3个平面钢管桁架组成;屋面的槽口部位设置有5个高度为17.8m的钢管塔架。屋盖结构的平面图和剖面图见图1、图2所示。图1屋盖结构平面图Fig．1Ｒoofstructureplan图2剖面图Fig．2Profileofthebuilding为使支座具有一定的转动能力和适用水平变形的能力，释放在竖向荷载和温度作用下的附加内力，屋盖和门桥均采用弹性球铰钢支座。在结构整体模型分析时，计入弹性支座的水平刚度影响。2屋盖弹性支座在结构计算中的模拟采用MIDAS-GEN程序进行结构整体模型的分析计算，考虑钢屋盖与下部混凝土结构的协同工作，梁、柱和桁架杆均采用梁单元模拟。由于整体模型的自由度数非常庞大，因而自振频率的计算采用Ｒitz向量法。结构阻尼比采用程序的组阻尼比(振型阻尼比)法计算，钢构件取0.02，混凝土构件取0.05。图3为结构的空间整体计算模型。图3结构整体分析计算模型Fig．3Structureanalysismodel屋盖弹性支座采用弹性连接模拟，由6个刚度(自由度)表征，分别为2个平动刚度、1个竖向刚度和3个转动刚度，X、Y向平动刚度可根据设计要求确定，Z向竖向刚度可视为刚性，转动刚度为0。对于支座的十字钢肋板，由于其水平刚度远大于支座的弹性刚度，且二者属于串联模型，因而可忽略其影响，仅按钢支座的弹性水平刚度值考虑。图4

震加速度0.2g，设计地震分组第三组，建筑场地类别为II类，建筑抗震设防类别为重点设防类。主体结构为2层的钢筋混凝土框架，地上1层展厅的基本柱网尺寸为18m×18m，2层抽柱形成大跨空间，由三角形立体钢管桁架构成屋面，跨度54m，南侧和北侧分别悬挑23m和18m，呈曲面造型。屋面分为4个独立的结构单元，同时由于功能和造型的需要，4块屋面过渡部位的二夹层(下沉槽口)设置有3个跨度54m的下沉钢门桥，每个钢门桥由3个平面钢管桁架组成;屋面的槽口部位设置有5个高度为17.8m的钢管塔架。屋盖结构的平面图和剖面图见图1、图2所示。图1屋盖结构平面图Fig．1Ｒoofstructureplan图2剖面图Fig．2Profileofthebuilding为使支座具有一定的转动能力和适用水平变形的能力，释放在竖向荷载和温度作用下的附加内力，屋盖和门桥均采用弹性球铰钢支座。在结构整体模型分析时，计入弹性支座的水平刚度影响。2屋盖弹性支座在结构计算中的模拟采用MIDAS-GEN程序进行结构整体模型的分析计算，考虑钢屋盖与下部混凝土结构的协同工作，梁、柱和桁架杆均采用梁单元模拟。由于整体模型的自由度数非常庞大，因而自振频率的计算采用Ｒitz向量法。结构阻尼比采用程序的组阻尼比(振型阻尼比)法计算，钢构件取0.02，混凝土构件取0.05。图3为结构的空间整体计算模型。图3结构整体分析计算模型Fig．3Structureanalysismodel屋盖弹性支座采用弹性连接模拟，由6个刚度(自由度)表征，分别为2个平动刚度、1个竖向刚度和3个转动刚度，X、Y向平动刚度可根据设计要求确定，Z向竖向刚度可视为刚性，转动刚度为0。对于支座的十字钢肋板，由于其水平刚度远大于支座的弹性刚度，且二者属于串联模型，因而可忽略其影响，仅按钢支座的弹性水平刚度值考虑。图4为弹

leofthebuilding为使支座具有一定的转动能力和适用水平变形的能力，释放在竖向荷载和温度作用下的附加内力，屋盖和门桥均采用弹性球铰钢支座。在结构整体模型分析时，计入弹性支座的水平刚度影响。2屋盖弹性支座在结构计算中的模拟采用MIDAS-GEN程序进行结构整体模型的分析计算，考虑钢屋盖与下部混凝土结构的协同工作，梁、柱和桁架杆均采用梁单元模拟。由于整体模型的自由度数非常庞大，因而自振频率的计算采用Ｒitz向量法。结构阻尼比采用程序的组阻尼比(振型阻尼比)法计算，钢构件取0.02，混凝土构件取0.05。图3为结构的空间整体计算模型。图3结构整体分析计算模型Fig．3Structureanalysismodel屋盖弹性支座采用弹性连接模拟，由6个刚度(自由度)表征，分别为2个平动刚度、1个竖向刚度和3个转动刚度，X、Y向平动刚度可根据设计要求确定，Z向竖向刚度可视为刚性，转动刚度为0。对于支座的十字钢肋板，由于其水平刚度远大于支座的弹性刚度，且二者属于串联模型，因而可忽略其影响，仅按钢支座的弹性水平刚度值考虑。图4为弹性球铰支座的力学模型示意图。图4弹性球铰支座力学模型示意Fig．4MechanicalmodeloftheElasticSupport板式橡胶垫支座与弹性球铰钢支座在进行结构计算分析时的力学模型基本相同，即主要由两个水平刚度表征其水平变形能力。3不同屋盖支座刚度下的水平地震作用分析3.1振型分解反应谱法分析

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