钢筋混凝土结构抗震模型论述

根据收尘器的高度和外形特征，可将收尘器模拟成2层钢结构，支撑结构设置为一层，收尘器箱体设置为一层，模拟钢结构的外形尺寸和高度近似于收尘器的外形尺寸。为了考虑收尘器设备自身不同结构刚度对计算结果的影响，拟建立5种PKPM结构抗震计算模型（如图2所示），并对其计算结果进行对比分析。模型1是单层钢筋混凝土框架结构；模型2是单层钢筋混凝土框架结构与两层普通钢框架结构的组合；模型3是单层钢筋混凝土框架结构与两层钢框架结构的组合，但梁柱均设置成刚性杆；模型4是单层钢筋混凝土框架结构与两层钢框架结构的组合，但两层钢框架均设置了柱间支撑；模型5是单层钢筋混凝土框架结构与一层设置柱间支撑的钢框架和一层钢板剪力墙结构的组合。根据收尘器与主体混凝土结构的连接特点，模拟结构柱脚与钢筋混凝土框架设置为铰接。根据收尘器的荷载特点，在进行荷载输入时，为了更好地接近收尘器实际受力情况，可将扣除钢结构的自重和楼层活荷载后剩余的设备荷载输入在第一层的柱节点上。为了比较不同地震烈度对5种模型的计算结果差异，本次计算共采用了3种地震荷载工况。工况1：基本风压为0.6kN/m2，地震设防烈度6度（0.05g）；工况2：基本风压为0.6kN/m2，地震设防烈度7度（0.1g）；工况3：基本风压为0.6kN/m2，地震设防烈度8度（0.2g）。

五种模型的结构自振周期见表1。从表1可以看出：模型2的自振周期与其它几种模型相差很大，这显然是不合理的，在以后的分析中不对此模型进行分析。模型1、3、4、5的自振周期趋于一致，因此这几种模型能更好反应结构的实际受力情况。从图3可以看出：在3种工况下，模型1的总地震倾覆力矩均小于模型3、4、5，且随着地震设防烈度的增加，差异性会越来越明显。由此可以得出，在同样的地震设防烈度下，模型1的总地震倾覆力矩是偏小的，且地震设防烈度越大，计算结果越偏离实际。从图4可以看出：在3种工况下，模型1计算的混凝土框架结构角柱的轴力最大值Nmax均小于模型3、4、5，但模型1计算的混凝土框架结构中柱的轴力最大值Nmax均大于模型3、4、5。由此可以得出：在同样的地震设防烈度下，模型1计算的框架柱的轴力值与实际情况（如模型3、4、5）是不符的，计算的准确性不高，计算的部分柱（特别是角柱）配筋量不够，因此此种结构是不安全的。并且随着地震烈度的提高，模型1计算的准确性越低，横向边框梁的上部弯矩值均小于模型3、4、5，但模型1计算的纵向边框梁的上部弯矩值均大于模型3、4、5。由此可以得出：在同样的地震设防烈度下，模型1与实际情况（如模型3、4、5）是不符的，计算的准确性不高，计算的部分框架梁的配筋量不够，结构不安全。并且随着地震烈度的提高，模型1计算的准确性越低，结构越不安全。由以上分析可以看出：模型3、4、5的自振周期、总地震倾覆力矩、梁柱的内力在各种工况下均比较接近，而随着地震烈度的提，高模型1与结构的实际受力情况相差较大。

（1）在计算大型设备下部的钢筋混凝土结构时，应考虑大型设备自身的结构外形尺寸、荷载分布以及设备自身结构刚度对下部钢筋混凝土结构的影响，建立符合实际的结构计算模型。（2）本文以实际工程为背景，在分析大型收尘器结构的受力特征的基础上建立5种PKPM计算模型，在3种工况下，对5种结构模型的总地震倾覆结构越不安全。力矩、框架柱轴力和框架梁弯矩的计算结果分析表明：模型3、4、5是比较理想的计算模型。（3）在实际的工程应用中，考虑到模型5在实际的操作过程中难度较大，通常采用模型3、模型4来进行建模计算，由此而得的计算结果是更接近实际的，也是更趋于安全的。

作者：蒋波 洪兴 曾晓波 单位：成都建筑材料工业设计研究院有限公司 重庆市璧山第十建筑工程公司

相关专题：美国应对金融危机效果 论文大纲