大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房三維有限元?jiǎng)恿Ψ治?/h1>
2011-02-26 08:23:26周曉信
水利與建筑工程學(xué)報(bào) 2011年3期 關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)有限元
周曉信
(湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院,湖南長(zhǎng)沙410007)
1 概 述
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)廠房在我國(guó)建筑行業(yè)中應(yīng)用的越來(lái)越多。鋼結(jié)構(gòu)廠房具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、施工工期短、防火性、耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)廠房中大跨度空間結(jié)構(gòu)越來(lái)越多,體型也日趨復(fù)雜。我國(guó)屬于地震多發(fā)地區(qū),合理有效地進(jìn)行抗震分析就成了大型鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題,也是減輕地震災(zāi)害的重要手段。作為抗震設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一,結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算就成了確定所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是否滿足最低抗震設(shè)防的關(guān)鍵性步驟。
鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震研究的方法有動(dòng)力計(jì)算、動(dòng)力模型試驗(yàn)和原型觀測(cè)。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原型觀測(cè),無(wú)疑是認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性態(tài)最直接最可靠的方法,而且這也是驗(yàn)證理論分析、模型試驗(yàn)方法和成果的重要依據(jù),但由于地震振動(dòng)的隨機(jī)性以及觀測(cè)點(diǎn)的廣泛性,普遍實(shí)現(xiàn)比較困難,因而對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的研究多以動(dòng)力計(jì)算和動(dòng)力模型試驗(yàn)為主?，F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震動(dòng)力計(jì)算方法主要包括三種:傳統(tǒng)的擬靜力學(xué)法、動(dòng)力反應(yīng)譜分析法和動(dòng)力時(shí)程分析法[1]。時(shí)程分析法是對(duì)結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)微分方程直接進(jìn)行逐步積分求解的一種動(dòng)力分析方法。由時(shí)程分析可得到各質(zhì)點(diǎn)隨時(shí)間變化的位移、速度和加速度動(dòng)力反應(yīng),進(jìn)而可計(jì)算出構(gòu)件內(nèi)力和變形的時(shí)程變化。由于此法是對(duì)運(yùn)動(dòng)方程直接求解,又稱(chēng)直接動(dòng)力分析法[2]。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備及大型計(jì)算軟件的飛速發(fā)展,越來(lái)越多的研究者采用三維有限元技術(shù)對(duì)大型廠房進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析[3-4]。
本文研究的鋼結(jié)構(gòu)廠房為某水電站升船機(jī)廠房,其具有高柔、高支、大跨、重荷的特點(diǎn),靜力、動(dòng)力力學(xué)行為非常復(fù)雜。一方面,在地震作用下,有可能由于“鞭梢效應(yīng)”使上部結(jié)構(gòu)的響應(yīng)被放大若干倍,形成所謂的“常遇激勵(lì)、罕遇響應(yīng)”的狀況,對(duì)結(jié)構(gòu)受力非常不利。另一方面,對(duì)于如此規(guī)模的大跨度、重載復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu),絕大多數(shù)節(jié)點(diǎn)均處于空間復(fù)雜受力狀態(tài),加之由制造和安裝帶來(lái)的附加應(yīng)力,會(huì)加劇結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。本文的主要目的就是以鋼結(jié)構(gòu)廠房的實(shí)際情況為研究背景,借助當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)及大型有限元分析軟件ANSYS,分析在地震情況下鋼結(jié)構(gòu)廠房的力學(xué)特性及其力學(xué)響應(yīng)[5],為指導(dǎo)廠房的安全運(yùn)行和工程管理提供科學(xué)依據(jù)。
2 鋼結(jié)構(gòu)廠房三維有限元模型
鋼結(jié)構(gòu)廠房主要由三部分組成:①格構(gòu)柱;②吊車(chē)梁肩梁平臺(tái);③廠房屋面桁架結(jié)構(gòu)。其空間結(jié)構(gòu)形態(tài)較為復(fù)雜,因此建立廠房三維空間有限元模型主要采用三維桿、梁以及板單元進(jìn)行模擬;各種連接桿件、支撐桿件也均采用桿單元模擬,從而可以大大簡(jiǎn)化建模的工作量以及三維有限元計(jì)算量。模型中主要節(jié)點(diǎn)的集中質(zhì)量按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于“各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值的計(jì)算”的規(guī)定施加,廠房中各桿、梁、柱的尺寸及位置完全按照真實(shí)的情況來(lái)加以實(shí)現(xiàn)[6]。
為了能夠真實(shí)地模擬廠房金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力—應(yīng)變情況,建立了鋼結(jié)構(gòu)廠房的三維有限元模型[7]。模型坐標(biāo)系規(guī)定:沿廠房縱軸線方向?yàn)閄軸正方向,垂直縱軸線方向向左為Y軸正方向,沿高程向上方向?yàn)閆軸正方向。廠房結(jié)構(gòu)共離散為26 246個(gè)桿單元和11 733個(gè)殼單元。
鋼結(jié)構(gòu)廠房三維有限元模型及坐標(biāo)系如圖1所示,上部桁架單榀三維有限元模型如圖2,肩粱三維有限元模型如圖3所示,廠房下柱模型如圖4所示。
圖1 鋼構(gòu)廠房三維有限元模型示意圖
圖2 上部桁架單榀三維有限元模型示意圖
圖3 肩梁三維有限元模型示意圖
圖4 格構(gòu)柱下柱三維有限元模型示意圖
計(jì)算中采用的材料物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。
表1 各種材料物理力學(xué)參數(shù)(靜態(tài))
作用于結(jié)構(gòu)的荷載主要有:①自重;②設(shè)備荷載,包括各種機(jī)電設(shè)備的荷載:主機(jī)房橋機(jī)荷載320 t;吊車(chē)最大荷載為455 t;③地震荷載,考慮7度地震情況。
3 鋼結(jié)構(gòu)廠房地震時(shí)程動(dòng)力分析
為了精確的模擬地震過(guò)程,本文采用鋼結(jié)構(gòu)廠房所在地歷史上實(shí)測(cè)得到的地震波(1988年11月瀾滄耿馬地震實(shí)測(cè)得到的地震波)進(jìn)行瞬態(tài)時(shí)程動(dòng)力分析,鋼結(jié)構(gòu)廠房所在場(chǎng)地的地震基本烈度為7度,抗震設(shè)計(jì)烈度按50 a超越概率10%的地震基本烈度,其場(chǎng)地水平加速度峰值為0.1 g。地震波如圖5所示,地震計(jì)算時(shí)間取13 s,地震波峰值為0.1 g,計(jì)算時(shí)在兩個(gè)水平向同時(shí)輸入地震波。
圖5 地震波加速度時(shí)程曲線
計(jì)算模型及主要靜動(dòng)荷載處理
(1)地震動(dòng)力荷載以水平向加速度歷程曲線在X向及Y向兩個(gè)水平方向輸入,每0.02 s為一個(gè)載荷步。
(2)時(shí)程動(dòng)力計(jì)算中質(zhì)量阻尼取5%,剛度阻尼取1%。
(3)時(shí)程動(dòng)力計(jì)算結(jié)果和靜力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加,作為最后的計(jì)算成果。時(shí)程動(dòng)力計(jì)算時(shí)以靜力正常運(yùn)行工況(考慮自重和設(shè)備重)的計(jì)算結(jié)果為初始應(yīng)力場(chǎng),然后以0.02 s的間隔分650個(gè)地震荷載步輸入13 s時(shí)長(zhǎng)的地震荷載,地震波直接在鋼結(jié)構(gòu)廠房底部輸入。
圖6為屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)(詳見(jiàn)圖2中A點(diǎn))X向位移時(shí)程曲線、圖7為屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)(詳見(jiàn)圖2中A點(diǎn))Y向位移時(shí)程曲線。由計(jì)算結(jié)果可知:X向位移極值表現(xiàn)為從格構(gòu)柱下柱至廠房屋頂桁架頂部逐步增大,極值位移從13.3 mm增至53.7 mm,且從吊車(chē)肩梁平臺(tái)頂部開(kāi)始位移增幅開(kāi)始劇增。Y向位移分布規(guī)律與X向類(lèi)似,但位移量值要大得多?？傮w上Y向位移較其他兩個(gè)方向的位移大,X、Y方向的極值位移均發(fā)生在屋頂桁架中部,最大X向位移為52.8 mm,最大Y向位移為94.3 mm。
圖6 屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)X向位移時(shí)程曲線
圖8為屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)加速度時(shí)程曲線、圖9為吊車(chē)肩梁頂點(diǎn)加速度時(shí)程曲線。圖10為鋼結(jié)構(gòu)廠房極值加速度隨高程變化的關(guān)系曲線,其反應(yīng)了地震波的輸入整個(gè)過(guò)程的廠房各部位加速度響應(yīng)。在整個(gè)地震過(guò)程中X向及Y向加速度均表現(xiàn)為從廠房底部到頂部逐步增大,隨著高程增加,結(jié)構(gòu)的剛度逐步減小,兩個(gè)方向的加速度隨著高程增加被不同程度的放大,“鞭稍效應(yīng)”非常明顯。其中X方向的加速度被放大4.5倍,Y方向的加速度被放大7.5倍。
圖7 屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)Y向位移曲線
圖8 屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)Y向加速度時(shí)程曲線
圖9 肩梁頂點(diǎn)Y向加速度時(shí)程曲線
圖10 極值時(shí)程加速度與高程關(guān)系曲線
圖11為廠房下柱柱角點(diǎn)(詳見(jiàn)圖4中E點(diǎn))軸向應(yīng)力時(shí)程曲線。由圖可知廠房下柱主管以受壓為主,軸向極值壓應(yīng)力-16MPa～-76MPa之間,由于吊車(chē)荷載作用,內(nèi)側(cè)管所受力較外側(cè)管大。圖12為格構(gòu)柱主管中間點(diǎn)(圖4中D點(diǎn))軸向應(yīng)力時(shí)程曲線、圖13為屋頂桁架下弦桿中點(diǎn)軸向應(yīng)力時(shí)程曲線。屋頂桁架最大軸向壓應(yīng)力發(fā)生在桁架中部上弦桿為-72MPa;最大拉應(yīng)力發(fā)生在下弦桿中部為66 MPa,從桁架中部至左右兩端應(yīng)力水平逐步減小。應(yīng)力值均滿足規(guī)范要求[8]。
圖11 廠房下柱柱角點(diǎn)軸向應(yīng)力時(shí)程曲線
圖12 格構(gòu)柱主管中點(diǎn)軸向應(yīng)力時(shí)程曲線
4 結(jié) 語(yǔ)
(1)本文采用時(shí)程分析法對(duì)一水電站升船機(jī)鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行了三維有限元分析,得到了在實(shí)測(cè)地震波作用下的廠房的瞬時(shí)地震響應(yīng),此方法具有理論簡(jiǎn)單,計(jì)算精度高等特點(diǎn)。
(2)在整個(gè)地震過(guò)程中,鋼結(jié)構(gòu)廠房的X向及Y向加速度均表現(xiàn)為從底部到頂部逐步增大,從鋼構(gòu)廠房底部計(jì)算,隨著高程增加,結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度逐步減小,兩個(gè)方向的加速度隨著高程增加被不同程度的放大,“鞭稍效應(yīng)”非常明顯。雖然在 X方向、Y方向上加速度放大倍數(shù)較高,但由于塔樓整體剛度較大,加之地震烈度(7度)較低,產(chǎn)生的位移量仍在相關(guān)規(guī)范許可的范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)對(duì)廠房的抗震計(jì)算分析,各部位的應(yīng)力均小于鋼材的強(qiáng)度要求,所以鋼構(gòu)廠房可以滿足在地震條件下的安全運(yùn)行計(jì)算要求。
圖13 屋頂桁架下弦桿中點(diǎn)軸向應(yīng)力時(shí)程曲線
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鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震研究的方法有動(dòng)力計(jì)算、動(dòng)力模型試驗(yàn)和原型觀測(cè)。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原型觀測(cè),無(wú)疑是認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性態(tài)最直接最可靠的方法,而且這也是驗(yàn)證理論分析、模型試驗(yàn)方法和成果的重要依據(jù),但由于地震振動(dòng)的隨機(jī)性以及觀測(cè)點(diǎn)的廣泛性,普遍實(shí)現(xiàn)比較困難,因而對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的研究多以動(dòng)力計(jì)算和動(dòng)力模型試驗(yàn)為主?，F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震動(dòng)力計(jì)算方法主要包括三種:傳統(tǒng)的擬靜力學(xué)法、動(dòng)力反應(yīng)譜分析法和動(dòng)力時(shí)程分析法[1]。時(shí)程分析法是對(duì)結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)微分方程直接進(jìn)行逐步積分求解的一種動(dòng)力分析方法。由時(shí)程分析可得到各質(zhì)點(diǎn)隨時(shí)間變化的位移、速度和加速度動(dòng)力反應(yīng),進(jìn)而可計(jì)算出構(gòu)件內(nèi)力和變形的時(shí)程變化。由于此法是對(duì)運(yùn)動(dòng)方程直接求解,又稱(chēng)直接動(dòng)力分析法[2]。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備及大型計(jì)算軟件的飛速發(fā)展,越來(lái)越多的研究者采用三維有限元技術(shù)對(duì)大型廠房進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析[3-4]。
本文研究的鋼結(jié)構(gòu)廠房為某水電站升船機(jī)廠房,其具有高柔、高支、大跨、重荷的特點(diǎn),靜力、動(dòng)力力學(xué)行為非常復(fù)雜。一方面,在地震作用下,有可能由于“鞭梢效應(yīng)”使上部結(jié)構(gòu)的響應(yīng)被放大若干倍,形成所謂的“常遇激勵(lì)、罕遇響應(yīng)”的狀況,對(duì)結(jié)構(gòu)受力非常不利。另一方面,對(duì)于如此規(guī)模的大跨度、重載復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu),絕大多數(shù)節(jié)點(diǎn)均處于空間復(fù)雜受力狀態(tài),加之由制造和安裝帶來(lái)的附加應(yīng)力,會(huì)加劇結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。本文的主要目的就是以鋼結(jié)構(gòu)廠房的實(shí)際情況為研究背景,借助當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)及大型有限元分析軟件ANSYS,分析在地震情況下鋼結(jié)構(gòu)廠房的力學(xué)特性及其力學(xué)響應(yīng)[5],為指導(dǎo)廠房的安全運(yùn)行和工程管理提供科學(xué)依據(jù)。
2 鋼結(jié)構(gòu)廠房三維有限元模型
鋼結(jié)構(gòu)廠房主要由三部分組成:①格構(gòu)柱;②吊車(chē)梁肩梁平臺(tái);③廠房屋面桁架結(jié)構(gòu)。其空間結(jié)構(gòu)形態(tài)較為復(fù)雜,因此建立廠房三維空間有限元模型主要采用三維桿、梁以及板單元進(jìn)行模擬;各種連接桿件、支撐桿件也均采用桿單元模擬,從而可以大大簡(jiǎn)化建模的工作量以及三維有限元計(jì)算量。模型中主要節(jié)點(diǎn)的集中質(zhì)量按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于“各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值的計(jì)算”的規(guī)定施加,廠房中各桿、梁、柱的尺寸及位置完全按照真實(shí)的情況來(lái)加以實(shí)現(xiàn)[6]。
為了能夠真實(shí)地模擬廠房金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力—應(yīng)變情況,建立了鋼結(jié)構(gòu)廠房的三維有限元模型[7]。模型坐標(biāo)系規(guī)定:沿廠房縱軸線方向?yàn)閄軸正方向,垂直縱軸線方向向左為Y軸正方向,沿高程向上方向?yàn)閆軸正方向。廠房結(jié)構(gòu)共離散為26 246個(gè)桿單元和11 733個(gè)殼單元。
鋼結(jié)構(gòu)廠房三維有限元模型及坐標(biāo)系如圖1所示,上部桁架單榀三維有限元模型如圖2,肩粱三維有限元模型如圖3所示,廠房下柱模型如圖4所示。
圖1 鋼構(gòu)廠房三維有限元模型示意圖
圖2 上部桁架單榀三維有限元模型示意圖
圖3 肩梁三維有限元模型示意圖
圖4 格構(gòu)柱下柱三維有限元模型示意圖
計(jì)算中采用的材料物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。
表1 各種材料物理力學(xué)參數(shù)(靜態(tài))
作用于結(jié)構(gòu)的荷載主要有:①自重;②設(shè)備荷載,包括各種機(jī)電設(shè)備的荷載:主機(jī)房橋機(jī)荷載320 t;吊車(chē)最大荷載為455 t;③地震荷載,考慮7度地震情況。
3 鋼結(jié)構(gòu)廠房地震時(shí)程動(dòng)力分析
為了精確的模擬地震過(guò)程,本文采用鋼結(jié)構(gòu)廠房所在地歷史上實(shí)測(cè)得到的地震波(1988年11月瀾滄耿馬地震實(shí)測(cè)得到的地震波)進(jìn)行瞬態(tài)時(shí)程動(dòng)力分析,鋼結(jié)構(gòu)廠房所在場(chǎng)地的地震基本烈度為7度,抗震設(shè)計(jì)烈度按50 a超越概率10%的地震基本烈度,其場(chǎng)地水平加速度峰值為0.1 g。地震波如圖5所示,地震計(jì)算時(shí)間取13 s,地震波峰值為0.1 g,計(jì)算時(shí)在兩個(gè)水平向同時(shí)輸入地震波。
圖5 地震波加速度時(shí)程曲線
計(jì)算模型及主要靜動(dòng)荷載處理
(1)地震動(dòng)力荷載以水平向加速度歷程曲線在X向及Y向兩個(gè)水平方向輸入,每0.02 s為一個(gè)載荷步。
(2)時(shí)程動(dòng)力計(jì)算中質(zhì)量阻尼取5%,剛度阻尼取1%。
(3)時(shí)程動(dòng)力計(jì)算結(jié)果和靜力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加,作為最后的計(jì)算成果。時(shí)程動(dòng)力計(jì)算時(shí)以靜力正常運(yùn)行工況(考慮自重和設(shè)備重)的計(jì)算結(jié)果為初始應(yīng)力場(chǎng),然后以0.02 s的間隔分650個(gè)地震荷載步輸入13 s時(shí)長(zhǎng)的地震荷載,地震波直接在鋼結(jié)構(gòu)廠房底部輸入。
圖6為屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)(詳見(jiàn)圖2中A點(diǎn))X向位移時(shí)程曲線、圖7為屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)(詳見(jiàn)圖2中A點(diǎn))Y向位移時(shí)程曲線。由計(jì)算結(jié)果可知:X向位移極值表現(xiàn)為從格構(gòu)柱下柱至廠房屋頂桁架頂部逐步增大,極值位移從13.3 mm增至53.7 mm,且從吊車(chē)肩梁平臺(tái)頂部開(kāi)始位移增幅開(kāi)始劇增。Y向位移分布規(guī)律與X向類(lèi)似,但位移量值要大得多?？傮w上Y向位移較其他兩個(gè)方向的位移大,X、Y方向的極值位移均發(fā)生在屋頂桁架中部,最大X向位移為52.8 mm,最大Y向位移為94.3 mm。
圖6 屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)X向位移時(shí)程曲線
圖8為屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)加速度時(shí)程曲線、圖9為吊車(chē)肩梁頂點(diǎn)加速度時(shí)程曲線。圖10為鋼結(jié)構(gòu)廠房極值加速度隨高程變化的關(guān)系曲線,其反應(yīng)了地震波的輸入整個(gè)過(guò)程的廠房各部位加速度響應(yīng)。在整個(gè)地震過(guò)程中X向及Y向加速度均表現(xiàn)為從廠房底部到頂部逐步增大,隨著高程增加,結(jié)構(gòu)的剛度逐步減小,兩個(gè)方向的加速度隨著高程增加被不同程度的放大,“鞭稍效應(yīng)”非常明顯。其中X方向的加速度被放大4.5倍,Y方向的加速度被放大7.5倍。
圖7 屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)Y向位移曲線
圖8 屋頂桁架上弦桿中點(diǎn)Y向加速度時(shí)程曲線
圖9 肩梁頂點(diǎn)Y向加速度時(shí)程曲線
圖10 極值時(shí)程加速度與高程關(guān)系曲線
圖11為廠房下柱柱角點(diǎn)(詳見(jiàn)圖4中E點(diǎn))軸向應(yīng)力時(shí)程曲線。由圖可知廠房下柱主管以受壓為主,軸向極值壓應(yīng)力-16MPa～-76MPa之間,由于吊車(chē)荷載作用,內(nèi)側(cè)管所受力較外側(cè)管大。圖12為格構(gòu)柱主管中間點(diǎn)(圖4中D點(diǎn))軸向應(yīng)力時(shí)程曲線、圖13為屋頂桁架下弦桿中點(diǎn)軸向應(yīng)力時(shí)程曲線。屋頂桁架最大軸向壓應(yīng)力發(fā)生在桁架中部上弦桿為-72MPa;最大拉應(yīng)力發(fā)生在下弦桿中部為66 MPa,從桁架中部至左右兩端應(yīng)力水平逐步減小。應(yīng)力值均滿足規(guī)范要求[8]。
圖11 廠房下柱柱角點(diǎn)軸向應(yīng)力時(shí)程曲線
圖12 格構(gòu)柱主管中點(diǎn)軸向應(yīng)力時(shí)程曲線
4 結(jié) 語(yǔ)
(1)本文采用時(shí)程分析法對(duì)一水電站升船機(jī)鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行了三維有限元分析,得到了在實(shí)測(cè)地震波作用下的廠房的瞬時(shí)地震響應(yīng),此方法具有理論簡(jiǎn)單,計(jì)算精度高等特點(diǎn)。
(2)在整個(gè)地震過(guò)程中,鋼結(jié)構(gòu)廠房的X向及Y向加速度均表現(xiàn)為從底部到頂部逐步增大,從鋼構(gòu)廠房底部計(jì)算,隨著高程增加,結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度逐步減小,兩個(gè)方向的加速度隨著高程增加被不同程度的放大,“鞭稍效應(yīng)”非常明顯。雖然在 X方向、Y方向上加速度放大倍數(shù)較高,但由于塔樓整體剛度較大,加之地震烈度(7度)較低,產(chǎn)生的位移量仍在相關(guān)規(guī)范許可的范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)對(duì)廠房的抗震計(jì)算分析,各部位的應(yīng)力均小于鋼材的強(qiáng)度要求,所以鋼構(gòu)廠房可以滿足在地震條件下的安全運(yùn)行計(jì)算要求。
圖13 屋頂桁架下弦桿中點(diǎn)軸向應(yīng)力時(shí)程曲線
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