带吊车单层轻型门式刚架结构抗震性能有限元的研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文带吊车单层轻型门式刚架结构抗震性能有限元研究专业：防灾减灾工程及防护工程硕士生：魏弦指导教师：陈向荣副教授摘要近年来，轻型门式刚架在我国得到广泛的应用。国内对于该类结构在抗震方面性能方面的研究主要集中在无吊车的轻型门式刚架，对于带吊车门式刚架的研究相对较少，且新修订的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）仍然未对轻型门式刚架的抗震性能做出明确规定，因此有必要对带吊车轻型门式刚架结构的抗震性能进行深入研究。本文首先对文献中的试验试件进行了有限元数值模拟，通过有限元分析结果与试验结果在循环荷载作用下试件的破坏

2、模式、荷载-位移曲线、骨架曲线、承载力、位移值等方面的对比，验证了本文有限元建模方法的正确性。然后在此基础上参考图集《门式刚架轻型房屋钢结构（有吊车）》（04SG518-3）中的有吊车门式刚架结构设计了3个系列8个试件来进行参数分析。分析结果表明：本文研究的结构在水平循环荷载作用下的破坏模式为梁柱节点附近和梁梁节点附近的刚架梁发生局部屈曲而破坏，符合抗震规范要求的“强柱弱梁，强节点弱构件”的抗震规定；这种结构的塑性变形及耗能能力比较差；除吊车吨位外，梁腹板厚度以及梁翼缘宽厚比对结构承载能力影响较大，其中梁腹板厚度影响最明显；上述参数对门式刚架

3、的抗侧刚度、延性以及耗能影响不大；为保证结构的承载力，需要严格控制梁翼缘宽厚比，即满足弹性不屈曲的要求；梁腹板的高厚比不宜过大。综上所述，本文通过对有吊车门式刚架进行循环荷载作用下受力性能的有限元研究，得到了一些有益的结论，可为门式刚架抗震设计提供参考建议。关键词：门式刚架；循环荷载；抗震性能；吊车；有限元研究*科技部科研院所专项基金《门式刚架轻型房屋钢结构体系抗震性能研究》(NCSTE-2007-JKZX-258)资助项目西安建筑科技大学硕士学位论文FiniteElementStudyonSeismicPerformanceofLight-

4、weightSteelPortalFramewithCraneSpecialty:DisasterPreventionandReductionEngineering,ProtectiveEngineeringCandidate:WeiXianInstructor:AssociateProf.ChenXiangrongABSTRACTInresentyears,light-weightsteelportalframehasbeenwidelyusedindomestic.Studiesontheseismicbehaviorofthisstru

5、cturemainlyfocusonlight-weightsteelportalframewithoutcrane,buttheresearchonlight-weightsteelportalframeswithcraneisrelativelylittle.AndthenewrevisionoftheCodeforSeismicDesignofBuildingstillhasnotmadeexplicitlythestipulationtoitsseismicperformance.Soitisnecessarytostudythese

6、ismicbehavioroflight-weightsteelportalframewithcrane.Firstly,thispaperusedthefiniteelementsoftwaresimulatethetestmodelintheliteratureandverifythecorrectnessofthefiniteelementanalysismodelbycontrastthefailuremodes,load-displacementcurve,skeletoncurve,bearingcapacityanddispla

7、cementvaluesofthetestmodelundercyclicloadinginthispaper.Secondly,basedonthisfiniteelementanalysis,thethreeseriesofeightspecimensaredesignedbyreferencingtheStandardDesignDrawingsforSteelStructureofLight-weightBuildingwithcraneforparameteranalysis.Analysisresultsare:1.Thedefo

8、rmationconcentratedinthebeamsegmentnearbythebeam-columnconnectionsandbeam-to-beamc