某大跨钢结构科技馆抗震性能分析
发布时间：2021-10-29 08:47
大跨度结构由于其具有容纳空间较大、造型别致、使用性能较好等特点,近几年在公共建设中应用越来越多,本文研究的某大跨钢结构科技馆楼板开洞较大,结构不对称,属于平面不规则结构,其地震灾害通常比普通建筑更为严重,一旦遭遇大地震,可能会对人们的生命财产安全造成严重损失。因此本文对该结构的抗震性能研究进行研究,有重要的工程应用价值。本文采用ANSYS与SAP2000两种有限元软件建立某大跨度科技馆整体模型,着重分析了结构在多遇以及罕遇地震下的抗震性能,主要有以下几方面工作:（1）通过模态分析与反应谱分析了解了结构的振型、周期、动力特性等的特点,通过对比不同方向的反应谱分析得出结构X向抗侧刚度较小,竖向地震对结构的大跨度楼板与悬挑部分影响较大。（2）选取5条实际记录的地震波与2条人工波进行了结构在多遇地震作用下的时程分析,对比分析了地震波不同输入角度对结构顶层最大位移值的影响,部分地震波在165°与255°方向时结构的位移值明显大于主轴方向;结构在7条不同地震波作用下的动力响应结果相差很大,但总体规律相似;结构最大层间位移角均符合多遇地震情况下规定的限值。通过对比大跨度部分及悬挑部分在X单向与XZ组...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结构水平作用计算简图
西安建筑科技大学硕士学位论文92某大跨钢结构科技馆设计概况及其动力特性本章以某科技馆为例，介绍了结构的基本信息、构件截面尺寸和材料等，并给出了结构的平、立面图及部分构造详图，采用两种有限元软件ANSYS和SAP2000对结构进行建模，列出了所使用有限元软件建模时的相关要点，通过两种有限元软件分别建模来对比分析结构自身的动力特性，最后对结构进行了振型分解反应谱分析，了解结构的基本抗震性能，并且判断结构的基本特性与其薄弱部位。2.1某大跨科技馆的工程概况图2.1科技馆效果图本工程拟建于陕西省韩城市，整体建筑分为地下一层和地上四层，总建筑面积约为20000m2，整体建筑效果如图2.1，属于钢框架结构体系，楼屋面采用单向压型钢板与混凝土组成的非组合楼板，其中二层楼板开洞面积大于该层楼面面积的30%，各楼层楼板总面积及开洞面积见表2.1，属于平面不规则结构中的楼板局部不连续。此外，由于二层楼板开洞导致上方三层楼板跨度约为60m，属于大跨度钢结构建筑。该结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第二组，多遇地震影响系数最大值max=0.12，罕遇地震影响系数最大值max=0.72，场地特征周期为0.40s，建筑场地类别为Ⅱ类。
西安建筑科技大学硕士学位论文10依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）[36]，本工程的实际荷载取值：楼面活荷载3.5kN/m2，不上人屋面活荷载0.5kN/m2，基本风压0.35kN/m2，场地粗糙度为b类，基本雪压0.25kN/m2。钢结构阻尼比取0.02，结构主要钢材选用Q345B，钢材基本性能满足《碳素结构钢》GB/T1591-2018[37]的相关规定，弹性模量为206GPa，泊松比为0.3；相关节点满足钢结构设计标准的要求。结构主要构件截面见表2.2，部分梁柱连接详图、各层平面图以及立面图分别见图2.2、2.3及2.4。表2.1结构各层楼板及开洞面积表楼层层高/m楼板面积/m2开洞面积/m2开洞率一层6.15558661010.92%二层6.155886257443.73%三层6.2701300四层3.9195200表2.2结构主要构件截面表构件编号截面尺寸钢材牌号构件编号截面尺寸钢材牌号GKZ170030Q345GKL1H7003001820Q345GKZ2120040Q345GKL2H4002001216Q345GKZ370040Q345GKL3H10004002025Q345GKZ4100030Q345GKL4H8003002024Q345GKZ560020Q345GKL5H4002001216Q345GKZ680030Q345GKL6H6002001620Q345GKZ7H3003002020Q345GKL7H5002001216Q345GL1H4002001216Q345GKL8H22005005030Q345GL2H6002001620Q345GKL9H20004004024Q345GL3H5502501620Q345GC180030Q345图2.2部分梁柱连接构造详图
【参考文献】：
期刊论文
[1]H型平面不规则钢框架结构的地震响应分析[J]. 熊梦杰,雷庆关. 南阳理工学院学报. 2019(04)
[2]结构抗震弹塑性时程分析方法[J]. 吴健雄. 工程建设与设计. 2019(11)
[3]中国空间结构的创新与实践[J]. 王俊,宋涛,赵基达,钱基宏,刘枫,赵鹏飞,马明. 建筑科学. 2018(09)
[4]中国近代地震科学研究始于光绪末年[J]. 高继宗,周柏贾,苏彦. 国际地震动态. 2018(01)
[5]某平面不规则结构弹塑性时程分析[J]. 沈闻,奚震勇,李继国. 结构工程师. 2017(02)
[6]大跨度结构抗震分析方法及近期进展探析[J]. 王亮,王昭. 住宅与房地产. 2017(09)
[7]“L”形平面不规则钢结构的弹塑性时程分析研究[J]. 陈虹,杨璐. 黑龙江大学自然科学学报. 2016(06)
[8]大跨度钢桁架结构弹塑性时程分析[J]. 唐利纯,舒兴平. 结构工程师. 2016(02)
[9]详解法文版《中国地震年表》[J]. 高继宗,苏彦,高山子. 城市与减灾. 2015(04)
[10]贵阳201大厦罕遇地震下的动力弹塑性分析及抗震性能评估[J]. 林超伟,王兴法,许波,李开伦,雷霆,熊亮. 建筑结构. 2012(07)
博士论文
[1]大跨钢网格结构地震避难所抗震设计方法研究[D]. 李海旺.太原理工大学 2013
[2]平面不规则结构非弹性地震反应规律研究[D]. 王耀伟.重庆大学 2003
硕士论文
[1]大跨度钢桁架屋盖结构抗震性能分析[D]. 牛晓林.长安大学 2019
[2]某大跨度空间钢结构设计中的关键问题分析[D]. 王迪涛.西安建筑科技大学 2016
[3]楼板开洞的不规则钢结构地震反应分析及减震研究[D]. 张传成.安徽建筑大学 2016
[4]渭南市体育场大跨度钢结枸屋盖罕遇地震弹塑性分析[D]. 李沛.西安建筑科技大学 2015
[5]不规则大底盘双塔结构地震反应分析[D]. 刘晓真.安徽建筑大学 2015
[6]结构动力时程分析地震波输入研究[D]. 王丽娟.新疆大学 2013
[7]城市地震灾害应急管理能力评价指标体系与方法研究[D]. 冯若萍.长安大学 2013
[8]某290m跨钢管拱结构的抗震性能分析[D]. 王芳莉.西安建筑科技大学 2013
[9]罕遇地震作用下多层钢框架结构的弹塑性分析[D]. 钟光忠.西南交通大学 2008
[10]地震灾害管理研究[D]. 王健.北京交通大学 2008
本文编号：3464357
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结构水平作用计算简图
西安建筑科技大学硕士学位论文92某大跨钢结构科技馆设计概况及其动力特性本章以某科技馆为例，介绍了结构的基本信息、构件截面尺寸和材料等，并给出了结构的平、立面图及部分构造详图，采用两种有限元软件ANSYS和SAP2000对结构进行建模，列出了所使用有限元软件建模时的相关要点，通过两种有限元软件分别建模来对比分析结构自身的动力特性，最后对结构进行了振型分解反应谱分析，了解结构的基本抗震性能，并且判断结构的基本特性与其薄弱部位。2.1某大跨科技馆的工程概况图2.1科技馆效果图本工程拟建于陕西省韩城市，整体建筑分为地下一层和地上四层，总建筑面积约为20000m2，整体建筑效果如图2.1，属于钢框架结构体系，楼屋面采用单向压型钢板与混凝土组成的非组合楼板，其中二层楼板开洞面积大于该层楼面面积的30%，各楼层楼板总面积及开洞面积见表2.1，属于平面不规则结构中的楼板局部不连续。此外，由于二层楼板开洞导致上方三层楼板跨度约为60m，属于大跨度钢结构建筑。该结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第二组，多遇地震影响系数最大值max=0.12，罕遇地震影响系数最大值max=0.72，场地特征周期为0.40s，建筑场地类别为Ⅱ类。
西安建筑科技大学硕士学位论文10依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）[36]，本工程的实际荷载取值：楼面活荷载3.5kN/m2，不上人屋面活荷载0.5kN/m2，基本风压0.35kN/m2，场地粗糙度为b类，基本雪压0.25kN/m2。钢结构阻尼比取0.02，结构主要钢材选用Q345B，钢材基本性能满足《碳素结构钢》GB/T1591-2018[37]的相关规定，弹性模量为206GPa，泊松比为0.3；相关节点满足钢结构设计标准的要求。结构主要构件截面见表2.2，部分梁柱连接详图、各层平面图以及立面图分别见图2.2、2.3及2.4。表2.1结构各层楼板及开洞面积表楼层层高/m楼板面积/m2开洞面积/m2开洞率一层6.15558661010.92%二层6.155886257443.73%三层6.2701300四层3.9195200表2.2结构主要构件截面表构件编号截面尺寸钢材牌号构件编号截面尺寸钢材牌号GKZ170030Q345GKL1H7003001820Q345GKZ2120040Q345GKL2H4002001216Q345GKZ370040Q345GKL3H10004002025Q345GKZ4100030Q345GKL4H8003002024Q345GKZ560020Q345GKL5H4002001216Q345GKZ680030Q345GKL6H6002001620Q345GKZ7H3003002020Q345GKL7H5002001216Q345GL1H4002001216Q345GKL8H22005005030Q345GL2H6002001620Q345GKL9H20004004024Q345GL3H5502501620Q345GC180030Q345图2.2部分梁柱连接构造详图
【参考文献】：
期刊论文
[1]H型平面不规则钢框架结构的地震响应分析[J]. 熊梦杰,雷庆关. 南阳理工学院学报. 2019(04)
[2]结构抗震弹塑性时程分析方法[J]. 吴健雄. 工程建设与设计. 2019(11)
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[4]中国近代地震科学研究始于光绪末年[J]. 高继宗,周柏贾,苏彦. 国际地震动态. 2018(01)
[5]某平面不规则结构弹塑性时程分析[J]. 沈闻,奚震勇,李继国. 结构工程师. 2017(02)
[6]大跨度结构抗震分析方法及近期进展探析[J]. 王亮,王昭. 住宅与房地产. 2017(09)
[7]“L”形平面不规则钢结构的弹塑性时程分析研究[J]. 陈虹,杨璐. 黑龙江大学自然科学学报. 2016(06)
[8]大跨度钢桁架结构弹塑性时程分析[J]. 唐利纯,舒兴平. 结构工程师. 2016(02)
[9]详解法文版《中国地震年表》[J]. 高继宗,苏彦,高山子. 城市与减灾. 2015(04)
[10]贵阳201大厦罕遇地震下的动力弹塑性分析及抗震性能评估[J]. 林超伟,王兴法,许波,李开伦,雷霆,熊亮. 建筑结构. 2012(07)
博士论文
[1]大跨钢网格结构地震避难所抗震设计方法研究[D]. 李海旺.太原理工大学 2013
[2]平面不规则结构非弹性地震反应规律研究[D]. 王耀伟.重庆大学 2003
硕士论文
[1]大跨度钢桁架屋盖结构抗震性能分析[D]. 牛晓林.长安大学 2019
[2]某大跨度空间钢结构设计中的关键问题分析[D]. 王迪涛.西安建筑科技大学 2016
[3]楼板开洞的不规则钢结构地震反应分析及减震研究[D]. 张传成.安徽建筑大学 2016
[4]渭南市体育场大跨度钢结枸屋盖罕遇地震弹塑性分析[D]. 李沛.西安建筑科技大学 2015
[5]不规则大底盘双塔结构地震反应分析[D]. 刘晓真.安徽建筑大学 2015
[6]结构动力时程分析地震波输入研究[D]. 王丽娟.新疆大学 2013
[7]城市地震灾害应急管理能力评价指标体系与方法研究[D]. 冯若萍.长安大学 2013
[8]某290m跨钢管拱结构的抗震性能分析[D]. 王芳莉.西安建筑科技大学 2013
[9]罕遇地震作用下多层钢框架结构的弹塑性分析[D]. 钟光忠.西南交通大学 2008
[10]地震灾害管理研究[D]. 王健.北京交通大学 2008
本文编号：3464357
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