《鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系抗震性能有限元分析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系抗震性能有限元分析（2頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系抗震性能有限元分析 鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系抗震性能有限元分析 摘要：從分析高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系入手，對(duì)各結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行動(dòng)力有限元數(shù)值分析，得出多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅在地震作用下的根本規(guī)律。 關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)抗震性能有限元分析 Abstract: starting from the analysis of the lateral force resisting structural system of high-rise steel structure housing, the dynamic analysis of

2、the finite element of the structure system, the basic law under seismic action of high-rise steel structure residential building. Keywords: steel structure finite element analysis of seismic performance 中圖分類號(hào)：TU352.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2021) 概述 多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅具有施工速度快、工業(yè)化程度高、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好、抗震性能優(yōu)

3、越等特點(diǎn)，把鋼結(jié)構(gòu)用于住宅建筑，具有得天獨(dú)厚的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也是我國(guó)當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)政策。 本文以典型的鋼結(jié)構(gòu)住宅為例，對(duì)其分別采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系、以及鋼框架-核心筒-剪力墻結(jié)構(gòu)體系時(shí),利用有限元軟件ANSYS分析了各種結(jié)構(gòu)體系所具有的抗震性能，通過(guò)一系列的計(jì)算和比擬分析，對(duì)多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的選擇進(jìn)行了有益的研究和探索。 結(jié)構(gòu)有限元模型的建立 工程概況:某住宅樓，建筑面積6688m2；平面為矩形(局部凹進(jìn)8m )，軸線長(zhǎng)44.0m，寬16.0m；11層，層高3.0m；無(wú)地下室。 利用有限元程序

4、ANSYS分析各種結(jié)構(gòu)體系的自振周期、振型等動(dòng)力特性和各種結(jié)構(gòu)體系在動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。在建立整體有限元模型時(shí)，將鋼筋彌散于整個(gè)單元中，并把單元視為連續(xù)均勻的材料。在有限元模型中，梁?jiǎn)卧蜌卧徽J(rèn)為是具有線彈性性質(zhì)的材料。 在使用有限元進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析中，其中梁和柱采用Beam188單元，樓板及剪力墻采用Shell63單元進(jìn)行模擬。所有節(jié)點(diǎn)為剛性結(jié)點(diǎn)且底柱及剪力墻與地面視為固結(jié)，具體的單元類型、幾何尺寸及材料參數(shù)見(jiàn)表1～表3: 表1鋼框架體-剪力墻結(jié)構(gòu)體系有限元模型參數(shù) 注:1.鋼材均為HPB235；2.樓板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25 表2鋼框架體-支撐結(jié)構(gòu)體

5、系有限元模型參數(shù) 注:1.鋼材均為HPB235；2.樓板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25 表3鋼框架體-核心筒結(jié)構(gòu)體系、鋼框架體-核心筒-剪力墻結(jié)構(gòu)體系有限元模型參數(shù) 注:1.鋼材均為HPB235；2.樓板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析 動(dòng)力特性主要是固有頻率和振型，它們是動(dòng)載荷作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。同時(shí)也可以作為其它動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的起點(diǎn)。通過(guò)有限元模態(tài)分析，可確定各種結(jié)構(gòu)體系的自振頻率，其中前十個(gè)自振頻率如表5所示： 表4結(jié)構(gòu)自振頻率(hz) 模態(tài)分析主要用于確定結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，通過(guò)模態(tài)分析，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中可以防止共振

6、，進(jìn)行模態(tài)分析之后，我們可以了解結(jié)構(gòu)的固有頻率及振動(dòng)形式，并對(duì)此采取必要的措施，從而防止在使用中由于結(jié)構(gòu)的自振周期與場(chǎng)地的卓越周期相近而引發(fā)共振，從而造成不必要的損失。 結(jié)論 通過(guò)前述理論和計(jì)算分析，可得出以下結(jié)論： 1、鋼框架結(jié)構(gòu)體系為建筑提供較大的室內(nèi)空間，有較大的延性，自振周期長(zhǎng)，但側(cè)向剛度小，側(cè)向位移大，易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，因此鋼框架結(jié)構(gòu)體系不宜建造太高。 2、在強(qiáng)震作用下，尤其在豎向地震作用下，核心筒很容易遭到破壞，而鋼框架又非常薄弱。建議在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)防止使用單純的鋼框架-核心筒結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用延性與剛度相匹配的更有利于抗震的鋼框架-核心筒-剪力墻結(jié)構(gòu)。 3、支撐對(duì)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力奉獻(xiàn)很大，造價(jià)經(jīng)濟(jì)、不需要現(xiàn)澆混凝土，結(jié)構(gòu)施工速度快，是多高層住宅的理想結(jié)構(gòu)體系。 參考文獻(xiàn) 【1】李國(guó)強(qiáng). 多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004.4 【2】沈祖炎.鋼結(jié)構(gòu)根本原理[M].北京:中國(guó)建筑土業(yè)出版社,2005. 8