一種新型的第一類高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的試驗研究及可行性分析
本文關(guān)鍵詞:一種新型的第一類高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的試驗研究及可行性分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:在國家大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)、實行住宅產(chǎn)業(yè)化的政策背景下,各種裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅開始出現(xiàn)。本文針對9~16層第一類高層住宅建筑,構(gòu)想一種新型的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。新型住宅承重體系為:“箱形柱+桁架梁+部分支撐+樓承板”體系。本文針對構(gòu)想的新型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系做了以下工作:1、對新型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的裝配式節(jié)點開展了試驗研究,研究柱子的壁厚、軸壓比、斜支撐對節(jié)點的轉(zhuǎn)動性能和承載能力的影響,研究節(jié)點的受力特征和破壞模式;針對試驗節(jié)點采用ABAQUS有限元分析軟件對所有試驗節(jié)點進(jìn)行有限元分析,對比試驗和有限元分析結(jié)果。2、試驗節(jié)點加載模式為在柱兩端施加鉸接約束,并在柱端施以軸力,對梁端單調(diào)或者滯回加載。試驗和有限元分析結(jié)果表明:隨著柱端軸壓比的增加,節(jié)點破壞模式從梁端屈曲逐漸變?yōu)橹耸Х(wěn);梁腹桿在加載過程中容易屈服或者拉裂,在后期設(shè)計中需要考慮加強(qiáng);帶斜撐的節(jié)點的破壞都發(fā)生在支撐上,但是斜撐的設(shè)置改善了梁柱節(jié)點的傳力模式,極大地提高了梁端的承載力。3、針對擬建實際工程,在同樣的建筑方案和柱網(wǎng)布置下,本文采用“砼結(jié)構(gòu)”、“長沙遠(yuǎn)大體系”、以及“構(gòu)想體系”三種方案,進(jìn)行理論分析和優(yōu)化設(shè)計,綜合對比其技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。4、運(yùn)用MIDAS/GEN有限元軟件對三種方案進(jìn)行整體分析,并對新型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系進(jìn)行罕遇地震下Pushover分析,檢驗新型體系在罕遇地震下的抗震性能。5、三種結(jié)構(gòu)方案模態(tài)、層間位移角等參數(shù)均滿足規(guī)范要求。新型體系在地震罕遇烈度為8度(0.30g)工況下得到能力譜與需求譜曲線的性能點。性能點對應(yīng)的彈塑性位移角滿足規(guī)范要求,在該點處結(jié)構(gòu)構(gòu)件僅在部分桁架梁下弦及腹桿處出現(xiàn)塑性鉸,間接驗證了結(jié)構(gòu)滿足太原地區(qū)8度(0.20g)工況下的抗震要求,表明新型結(jié)構(gòu)體系抗震性能良好。6、綜合對比三種結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、建筑使用功能、工期等方面的因素,得出新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系為最優(yōu)方案,驗證了新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的可行性。本文提出的新型的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系滿足住宅產(chǎn)業(yè)化對綠色建筑的要求,符合未來住宅發(fā)展的方向;同時本文可為相關(guān)課題對裝配式鋼結(jié)構(gòu)的研究提供一定的參考和借鑒,也提出了進(jìn)一步需要分析的問題。
【關(guān)鍵詞】:裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅 節(jié)點試驗 有限元分析 彈塑性分析
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TU973.13
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-11
- 第一章 緒論11-29
- 1.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化11-13
- 1.1.1 住宅產(chǎn)業(yè)化概述11-12
- 1.1.2 住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必要性12-13
- 1.1.3 鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢13
- 1.2 國外鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展歷程13-18
- 1.2.1 國外產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的四個時期13-16
- 1.2.2 各國住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展情況16-18
- 1.3 國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展動態(tài)18-27
- 1.3.1 住宅產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的政策18-20
- 1.3.2 鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展20-25
- 1.3.3 住宅產(chǎn)業(yè)化面臨問題25-26
- 1.3.4 我國住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向26-27
- 1.4 本文研究內(nèi)容27-29
- 第二章 新型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系構(gòu)想29-37
- 2.1 構(gòu)想的指導(dǎo)思想29-30
- 2.2 體系組成30-31
- 2.3 材料31
- 2.4 柱31
- 2.5 梁31-32
- 2.6 樓板32
- 2.7 支撐32-33
- 2.8 節(jié)點33-37
- 第三章 新型裝配式節(jié)點的理論分析與試驗研究37-91
- 3.1 試驗?zāi)康?/span>37
- 3.2 試件的設(shè)計37-39
- 3.3 加荷裝置設(shè)計39-47
- 3.4 試驗方案47-53
- 3.4.1 加載制度47
- 3.4.2 測試內(nèi)容與方案47-53
- 3.5 試驗結(jié)果53-73
- 3.5.1 試件J12m53-56
- 3.5.2 試件J14c56-59
- 3.5.3 試件J16c59-63
- 3.5.4 試件J22c63-67
- 3.5.5 試件J2b4m67-70
- 3.5.6 試件J2b4c70-73
- 3.6 有限元模擬分析73-88
- 3.6.1 試件J12m76-78
- 3.6.2 試件J14c78-80
- 3.6.3 試件J16c80-82
- 3.6.4 試件J22c82-84
- 3.6.5 試件J2b4m84-86
- 3.6.6 試件J2b4c86-88
- 3.7 小結(jié)88-91
- 第四章 新型裝配式體系的可行性理論分析91-151
- 4.1 工程背景91-96
- 4.1.1 建筑方案91-94
- 4.1.2 結(jié)構(gòu)方案94-96
- 4.2 混凝土框架結(jié)構(gòu)體系可行性設(shè)計分析96-104
- 4.2.1 截面選擇及結(jié)構(gòu)布置圖96-98
- 4.2.2 結(jié)構(gòu)分析98-104
- 4.3 長沙遠(yuǎn)大體系可行性設(shè)計分析104-123
- 4.3.1 截面選擇及結(jié)構(gòu)布置圖104-108
- 4.3.2 結(jié)構(gòu)分析108-123
- 4.4 新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系可行性設(shè)計分析123-142
- 4.4.1 截面選擇及結(jié)構(gòu)布置圖123-127
- 4.4.2 結(jié)構(gòu)分析127-142
- 4.5 新體系Pushover彈塑性分析142-146
- 4.5.1 基本參數(shù)定義142
- 4.5.2 罕遇地震作用下彈塑性靜力推覆分析主要結(jié)果142-146
- 4.6 小結(jié)146-151
- 第五章 結(jié)論及建議151-153
- 5.1 結(jié)論151
- 5.2 建議151-153
- 參考文獻(xiàn)153-157
- 致謝157-159
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文159
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本文關(guān)鍵詞:一種新型的第一類高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的試驗研究及可行性分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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