大跨结构竖向地震作用及对支承结构影响的研究

• 作 者: 于婧
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 大跨结构 排架柱 竖向地震作用 等效竖向地震作用 时程分析法 振型分解反应谱法

我国现行抗震规范只对少数几种结构考虑竖向地震作用的影响,对于跨度大于24m的屋架,仅规定用竖向地震作用系数法计算其竖向地震作用,不考虑对支承结构的影响。本文对跨度大于24m的钢屋架,研究其在竖向地震作用下的反应,并考虑这种竖向地震力对下部支承结构的影响。本文的主要工作如下:(1)分别用振型分解反应谱法和时程分析法计算钢屋架在竖向地震作用下的动内力,给出了6种不同跨度钢屋架的上弦杆、下弦杆和腹杆的动内力分布以及这种结构的竖向地震反应。对于屋架上弦杆,其动内力最大响应出现在跨中;屋架下弦杆的动内力峰值点出现在屋架的两端和跨中;腹杆的动内力分布随跨度不同而不同。(2)与现行抗震规范对照,对等效竖向地震作用的分布形式和大小进行了研究。经过计算对比,发现三角形分布和抛物线形分布更能反映结构的实际动力反应,建议等效竖向地震作用采用三角形分布或抛物线形分布进行计算。同时通过计算给出了Ⅲ类场地采用三角形分布时的竖向地震作用系数建议值。(3)考虑到对于大跨度屋架结构,竖向地震作用不仅对其自身的内力和变形有影响,而且对其支承结构的内力和变形也会产生影响。本文对带有大跨度屋架结构的钢筋混凝土柱单层厂房,进行了考虑竖向地震作用的抗震设计。计算结果表明,在某些情况下排架柱的抗震承载力计算是由竖向地震作用效应参与的组合控制。因此,在单层厂房排架柱的抗震设计中,宜考虑竖向地震作用效应参与组合的情况。