歇山式钢筋混凝土仿古建筑静、动力分析

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近年来,仿古建筑越来越被建筑师们所青睐。作为仿古建筑的一种,歇山式钢筋混凝土仿古建筑因其造型优美活泼、姿态表现性强等特点更是被广泛应用。但是由于缺少专门针对仿古建筑设计的相关规范,使得仿古建筑的结构设计存在着很多不确定性。本文以某歇山式钢筋混凝土仿古建筑工程实例为背景,采用有限元模拟的方法,根据这种结构的特点,建立了歇山式钢筋混凝土仿古建筑的空间有限元模型,进而对其进行了静力特性分析和动力特性分析。主要结论如下:(1)歇山式钢筋混凝土仿古建筑存在“头重脚轻”的自重分布规律,这种现象不利于结构基本受力,也不利于结构抗震。(2)在静力荷载作用下,悬挑屋檐部分的屋面次梁的竖向位移和侧向位移均较大;小歇山顶正脊端部处和大歇山顶正脊端部处的柱子轴拉力较大,这些位置均属于结构的薄弱环节,结构设计时应采取加强措施。另外,屋盖部分外围周边的框架柱均属于极短柱,结构设计时应该尽量避免出现此类柱子。(3)结构自振相关动力参数满足规范的要求,总体动力特性良好,但结构的较高阶振型主要以局部振动为主,这对结构的受力不利。(4)在反应谱地震作用下,用各框架柱X(或Y)向的位移来衡量结构整体X(或Y)向的位移是可行的;屋盖部分自身的水平变形很小,因此在进行此类结构的水平层间位移验算时,屋盖部分可以不控制。屋盖部分外围周边的框架柱有一部分属于极短柱,对结构的抗震是非常不利,在结构抗震设计中应该尽量避免出现短柱和极短柱。(5)在X向时程激励作用下,不同框架柱各确定标高处X向位移峰值的平均值十分接近,说明水平楼盖和坡屋盖对框架柱的约束在X方向均较强。在Y向时程激励作用下,不同框架柱Y向位移峰值的平均值在标高6.00m和12.00m处也十分接近,柱顶处略有差异,说明水平梁板对框架柱Y方向的约束较强而屋盖部分对框架柱Y方向的约束较弱一些。总体来看,随着标高的增加,结构X(或Y)的位移和加速度峰值总体呈增大趋势,但标高最大处(即大歇山顶正脊处)X(或Y)向位移和加速度峰值均不一定是整个结构X(或Y)向位移和加速度最大值。
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