本文選題：協(xié)同工作 + 混合結(jié)構(gòu)　； 參考：《清華大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：上部屋蓋采用大跨鋼結(jié)構(gòu)、下部支承結(jié)構(gòu)采用混凝土結(jié)構(gòu)是常見(jiàn)的一種大跨度混合結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于此類混合結(jié)構(gòu)體系,現(xiàn)階段的工程設(shè)計(jì)大多將上部大跨鋼結(jié)構(gòu)與下部混凝土支承結(jié)構(gòu)分開(kāi)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在對(duì)上部大跨鋼結(jié)構(gòu)單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算分析時(shí),邊界條件采用簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)支支座或固定支座形式。然而這樣的簡(jiǎn)化方式并不能夠準(zhǔn)確反映混合結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際受力狀況,因此通過(guò)整體結(jié)構(gòu)建模進(jìn)行此類混合結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析以考慮上下部結(jié)構(gòu)間的協(xié)同工作效應(yīng)非常有必要。本文通過(guò)對(duì)某文化遺址護(hù)棚結(jié)構(gòu)、北京將臺(tái)商務(wù)中心冬季花園結(jié)構(gòu)、武漢銀河匯主入口屋蓋和武鋼體育中心游泳館四個(gè)工程實(shí)例的計(jì)算分析,對(duì)比了考慮協(xié)同工作與否計(jì)算結(jié)果的差異。同時(shí)對(duì)采用彈性支座對(duì)下部支承結(jié)構(gòu)的模擬問(wèn)題、選取不同界限內(nèi)支承結(jié)構(gòu)考慮協(xié)同工作的問(wèn)題也進(jìn)行了分析。論文主要結(jié)論如下:(1)考慮上部大跨鋼結(jié)構(gòu)與下部混凝土支承結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作后,整體結(jié)構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果在周期模態(tài)、支座反力、桿件內(nèi)力、單元應(yīng)力分布、結(jié)構(gòu)位移及整體穩(wěn)定性等方面均與獨(dú)立上部大跨鋼結(jié)構(gòu)模型存在差異,且整體模型的計(jì)算結(jié)果多數(shù)偏于不利,因而對(duì)于此類混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模計(jì)算很有必要;(2)在靜力荷載作用、反應(yīng)譜分析、動(dòng)力時(shí)程分析及整體穩(wěn)定性分析時(shí),采用彈性支座模型的計(jì)算結(jié)果多介于獨(dú)立上部大跨鋼結(jié)構(gòu)模型與整體結(jié)構(gòu)模型之間,彈性支座模型能夠?qū)ι喜看罂玟摻Y(jié)構(gòu)與下部混凝土支承結(jié)構(gòu)體系的協(xié)同工作進(jìn)行較好的模擬;(3)對(duì)于下部支承結(jié)構(gòu)體量比上部大跨鋼結(jié)構(gòu)體量大很多的混合結(jié)構(gòu),可以僅選取部分界限內(nèi)的支承結(jié)構(gòu)來(lái)考慮協(xié)同工作效應(yīng),部分支承結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算結(jié)果與全部支承結(jié)構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果的分布規(guī)律相似,數(shù)值大小接近,僅選取部分支承結(jié)構(gòu)考慮協(xié)同工作有一定的合理性;(4)考慮上下部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作后對(duì)下部混凝土支承結(jié)構(gòu)的影響,主要體現(xiàn)在下部混凝土結(jié)構(gòu)的層間位移角和扭轉(zhuǎn)位移比多數(shù)得到了放大,框架柱的軸壓比也略有變化,進(jìn)一步說(shuō)明進(jìn)行上下部結(jié)構(gòu)整體建模分析的必要性;(5)彈性支座模型及考慮部分支承結(jié)構(gòu)的整體模型并不是對(duì)上部大跨鋼結(jié)構(gòu)與下部混凝土支承結(jié)構(gòu)體系協(xié)同工作的精確模擬。條件允許情況下,仍然建議建立包含全部上下部結(jié)構(gòu)的整體模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)力和整體穩(wěn)定性分析。
[Abstract]:Long span steel structure is used in the upper roof and concrete structure is used in the lower supporting structure. For this kind of hybrid structure system, most of the present engineering designs separate the upper long-span steel structure from the lower concrete supporting structure. In the calculation and analysis of the upper long span steel structure, the boundary condition is simplified simply supported or fixed support. However, this simplified method can not accurately reflect the actual force situation of the hybrid structure system, so it is very necessary to calculate and analyze this kind of hybrid structure by modeling the whole structure to consider the cooperative work effect between the upper and lower structures. Through the calculation and analysis of the structure of a cultural site, the winter garden structure of Beijing Jiantai Business Center, the main entrance roof of Wuhan Yinhe Huihui and the Swimming Pool of Wuhan Iron and Steel Sports Center, The difference between the calculation results considering cooperative work or not is compared. At the same time, the problem of using elastic support to simulate the lower support structure is also analyzed, and the problem of considering the cooperative work of the supporting structure within different boundaries is also analyzed. The main conclusions of the paper are as follows: (1) considering the cooperative work between the upper long-span steel structure and the lower concrete supporting structure, the calculation results of the whole structure model are in the periodic mode, the support reaction force, the internal force of the member, and the stress distribution of the element. The structural displacement and global stability are different from those of the independent upper large-span steel structure model, and the calculation results of the whole model are mostly unfavorable. Therefore, it is necessary to carry out integral modeling and calculation for this kind of hybrid structure, when static load, response spectrum analysis, dynamic time history analysis and global stability analysis are used. The calculation results of the elastic support model are mostly between the independent upper large span steel structure model and the integral structure model. The elastic support model can be used to simulate the cooperative work between the upper long-span steel structure and the lower concrete supporting structure system. For the hybrid structure with lower support structure, the volume of the lower support structure is much larger than that of the upper large span steel structure. The cooperative working effect can only be considered by selecting the supporting structure within the partial limit. The results of the partial support structure model are similar to the results of the whole supporting structure model, and the numerical value is close to that of the whole supporting structure model. It is reasonable to select only part of the supporting structure to consider the cooperative work. 4) considering the influence of the upper and lower parts of the structure on the lower concrete supporting structure after the cooperative work of the upper and lower parts of the structure. Most of the interstory displacement angle and torsional displacement ratio of the lower concrete structure are magnified, and the axial compression ratio of the frame column is also slightly changed. It is further explained that the necessity of overall modeling and analysis of upper and lower parts of the structure is that the elastic support model and the integral model considering partial support structure are not accurate simulation of the cooperative work between the upper long span steel structure and the lower concrete supporting structure system. If conditions permit, it is still suggested to establish a global model containing all the upper and lower structures to analyze the static, dynamic and global stability of the structures.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU398.9

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本文編號(hào)：1835256