门式刚架广泛应用于工业与民用建筑,风灾事故频发。现行门式刚架的抗风设计以50年一遇基本风压为设计荷载,缺乏对罕遇强风下门式刚架结构性能表现的评价。本课题采用ANSYS软件建立精细化板壳有限元模型,对门式刚架结构进行非线性静力计算和非线性动力瞬态计算,分析门式刚架抗风极限承载力和风致效应。主要内容和结论如下:(1)划分门式刚架结构破坏等级,包括轻微损伤、中等破坏、严重破坏、倒塌四个破坏程度,并对各等级相应的结构损伤状态进行描述。以刚度比为破坏等级评价指标,基于非线性静力计算结果,得到中等破坏、严重破坏、倒塌界限刚度比分别为0.6、0.2、0.15。(2)基于以上破坏等级划分,研究各破坏等级的静力临界承载力,结构屈服后风荷载承载力仍能较大提高。按照规范荷载设计的门式刚架结构具有较高的安全储备,在5500年一遇强风作用才会发生倒塌。各破坏等级界限状态塑性应变能占比呈现一定规律。(3)采用增量动力分析法研究门式刚架弹塑性抗风性能及风荷载持时的影响。风压较小时,水平位移平均风响应保持不变。风压较大时,发生了塑性效应累积,结构准静态位移发生漂移,水平位移平均风响应增大。结构进入塑性后结构抗侧刚度迅速下降,500年一遇风荷载下结构抗侧刚度退化严重,失去继续承受荷载的能力。风荷载持时较长时,随着风荷载作用时间的增加,结构位移、塑性应变能首先增长较快,一定时间后增长减慢。