【摘 要】
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目前,门式刚架轻型钢结构被广泛应用于工业建筑中。由于门式刚架轻型房屋结构体系横向刚度较小,风荷载对门式刚架轻型钢结构带来的破坏是不容忽视的。现有的门式刚架的设计分
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目前,门式刚架轻型钢结构被广泛应用于工业建筑中。由于门式刚架轻型房屋结构体系横向刚度较小,风荷载对门式刚架轻型钢结构带来的破坏是不容忽视的。现有的门式刚架的设计分析基本上是以平面刚架为主,在考虑抵抗风荷载时,主要抗侧移刚度由横向门式刚架提供。檩条强度计算和稳定性计算是按单根檩条计算不考虑刚架和屋面板对檩条的作用。但在实际情况中,门式刚架是通过墙梁、檩条、柱间支撑、屋面板、墙面板等把各榀刚架连系在一起,受荷载时,这些构件存在相互作用,共同抵抗外荷载,因此按平面刚架计算和按单根檩条计算与实际存在差异。因此,研究在风荷载作用下轻钢门式刚架结构各部分的相互作用十分必要。本课题应用通用有限元软件ANSYS建立5种有限元模型,分别为：平面刚架模型、独立的檩条模型、不考虑围护结构蒙皮效应的空间骨架模型、按实际情况建立的整体模型以及考虑屋面板对檩条影响的屋盖模型,探讨了屋面板、檩托、隅撑等结构的有限元模拟和等效方法。进一步利用日本东京工艺大学低矮建筑气动数据库中双坡屋面模型的风洞时程数据,对平面刚架模型、空间骨架模型和整体模型进行平均风荷载下的静力分析,以及脉动风作用下的动力时程分析,研究3种不同模型对平均风响应和风致响应极值的影响规律。通过对3种模型中主体刚架平均风响应和位移、应力极值响应的分析,得到次结构、围护结构对主体刚架风振响应的影响。此外基于《建筑结构荷载规范》和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定的风荷载分析次结构、围护结构对主体刚架风振响应的影响,并和基于风洞试验计算结果进行对比。利用风洞试验数据,对檩条模型、空间骨架模型和屋盖模型进行平均风荷载下的静力分析以及脉动风作用下的动力时程分析,分析3种模型对檩条平均风响应和风致响应极值的影响规律。通过对3种模型中屋面檩条平均风响应和位移、应力极值响应的分析,得到主体刚架、屋面板对屋面檩条风振响应的影响。基于《建筑结构荷载规范》和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定的风荷载分析得到主体刚架、屋面板对屋面檩条风振响应的影响,并和基于风洞试验计算结果进行对比。
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