框架结构考虑楼梯侧向支撑作用的ANSYS分析.pdf

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1、第36卷第2期山西建筑Vo1．36No．2·86·20l0年1月SHANXIARCHITECTUREJan．2010文章编号：1009．6825(2010)020086—02框架结构考虑楼梯侧向支撑作用的ANSYS分析唐际辉摘要：对框架结构用ANSYS建立带楼梯及无楼梯实体模型，经过谱分析计算，初步得出模型振型和层最大位移结果，初步分析出框架楼梯整体作用时间应考虑的因素以及在楼梯构件设计时应采取的措施。关键词：楼梯，框架，ANSYS实俸模型，振型，周期，位移中图分类号：TU375．4文献标识码：A带楼梯模型划分网格后如图

2、3所示。O引言在以往的结构设计规范中，不同结构体系如砌体结构、框架结构以及剪力墙结构等整体设计计算时，对楼梯进行丁简化处理；在整体结构进行内力计算和配筋时，一般将楼梯的竖向荷载传递到框架梁、柱或墙上，并没将楼梯的构件作为结构的整体参与计算，且不考虑梯板及中间休息平台对框架主体的影响。在历一龠次地震震害的调查中，调查人员发现楼梯在地震过程中破坏严重，很多楼梯在端部拉裂，甚至梯段与梯梁搭接处完全破坏；作为地震发生时的重要垂直逃生通道，却没有起到它该有的功能。如图1，图2所示是“5·12”汶川大地震中框架结构楼梯破坏的图示。图

3、1框架端部，楼梯图2框架外挑粱式板断裂及产生短柱破坏楼梯。板和梯梁均断裂这些震害表明，楼梯是整体结构抗震的重要组成部分；楼梯的存在不仅承受竖向荷载，还作为框架结构的斜支撑对框架有侧一向支撑的作用。斜支撑的破坏即楼梯问的破坏问接保护了框架主体。因此《建筑抗震设计规范局部修订08》中规定：考虑到楼梯的梯板等具有斜撑的受力状态，对结构的整体刚度有较明显的影响。建议在结构计算中予以适当考虑；建立计算机模型时，模型的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况；计算中应考虑楼梯构件的影响。清华大学的王奇利用TUS软件对框架结构，框一剪

4、结构及剪力墙结构分别考虑楼梯和不考虑楼梯进行计算分析，得出楼梯一的存在对框架结构的刚度影响较大，在顺梯跑方向，其周期最大可减小26．75％。对框剪、剪力墙结构影响很小，可以忽略不计。1实例计算与分析本文通过建立有无楼梯的ANSYS实体框架模型进行对比计算，分析考虑楼梯时对框架结构周期的影响。实体模采用Sol—表2前六阶自振频率／N期对比id45单元。模型一为带楼梯模型，其中楼梯问构造柱根据新规范带楼梯频率／周期无楼梯频率侗期周期减tJ,／％55805／0l7925l278／0l95O8l采用延全楼拉通；为了建模方便，将楼

5、梯板简化成斜板，竖向厚度62482／016O53955／01853l3．65150mm。模型相关参数如表1所示。64830A)154257771／0l73l10．92表1模型相关参数ml7267加0579l6．132／006206．62l9239／00520l664l／0060ll34框架柱l构造柱I主粱}构造粱板厚】95“)／oO5】3l80lI／005557570．4×04IO．25×0251025×05025×0301收稿日期：2009—10—02作者简介：唐际辉(1984一)，舅，贵州大学土木建筑I=程学院结构T

6、=程专业硕士研究生，贵州贵阳550003第36卷第2期山西建筑V0136No．22010年1月SHANXI．ARCHI'I、EUREJan．2010·87·文章编号：1009—6825(2010)02—0087—02大跨PC连续刚构温差空间效应分析贺华刚摘要：介绍了对箱梁内外温差作用进行有限元分析时通常采用的几种方法，以某特大桥连续刚构箱梁桥为例，采用BridgeKF分析系统建立了全桥实体单元空间模型，分析了箱梁在竖向温差和箱内外温差作用下的空间效应。关键词：连续刚构，箱粱，温差，空间效应中图分类号：FU393．3文献标

7、识码：A混凝土箱梁在日照作用下，在箱梁内外往往容易产生温度梯在竖向温差和箱内外温差作用下的空间效应。度。温度梯度必然导致温差变形，当温差变形受到结构内部纤维1模型的建立约束和超静定约束时，便会产生相当大的温度应力，其值甚至超1．1单元划分过汽车荷载的应力，因而常常是混凝土桥梁产生裂缝的主要原因采用交通部公路科学研究所编制的BridgeKF空间预应力仿真之一⋯。分析系统，全桥共划分8节点实体单元58372个，节点84264个。在对箱梁内外温差作用进行有限元分析时通常采用3种方全桥结构离散图如图1所示。法：1)不考虑纵向效应

8、的平面框架模型；2)仅考虑纵向效应的平面整体模型；3)采用大型空问有限元分析软件，取出关键断面所在梁段建立空间实体模型，施加温差作用进行分析。方法1)，2)无法计算横向与纵向的共同作用效应；方法3)只是建立局部的空问实体模型，无法反映出结构整体效应对关键截面处箱梁应力的影响l2。因此有必要建立全桥空间实体模型对箱形桥