钢结构门式刚架厂房抗风性能和极限承载力分析

为研究不同钢结构门式框架厂房的抗风特性,以长汀县高性能纳米钛酸钡产业化项目为研究背景,运用数值有限元模拟的方法建立门式刚架厂房计算模型,研究了不同节点刚度下门式刚架的风致动力响应及不同风荷载强度的弯矩变化规律。研究结果表明,随着门式刚架厂房节点刚度的降低,钢柱顶点的最大位移和位移平均值均不断增加,而卓越响应频率则不断降低;不存在风荷载作用的门式刚架厂房弯矩图呈正对称,而存在风荷载作用的门式刚架厂房弯矩图呈反对称,后者的最大弯矩比前者增加3~5倍,表明风荷载对刚架的受力起到了控制作用,对于刚架的极限承载力具有显著的影响。相比于刚架柱脚和梁柱节点,刚架顶部节点的最大正负弯矩值均较小,而前者的最大正负弯矩值随风速的增加而不断增加,在门式刚架厂房抗风设计中可以通过加大柱截面、提高柱体脚部的刚度、将柱脚嵌固边界改为铰接边界、梁柱节点增加腋角等方式提高结构的抗风能力。