多层大跨度建筑装配式新、旧钢结构体系对比分析研究

摘要

我国经济在不断发展过程中，自主创新科技的研发脚步从未停止，在我国的钢结构体系中，中国工程院院士马克俭教授提出了一种新兴的结构形式—装配式钢网格盒式结构。我国向来提倡循环经济，以求资源得到良好的利用，并且防止污染，而这种新型的钢结构刚好可以满足循环经济的要求，和旧的钢结构体系比起来，这种新型的钢结构体系性能良好，性价比高，在三维空间中的承受力更强，成本开销少。除此之外，装配式网格盒式结构还可以在多个领域得到应用。 本文主要采用的是对比分析法，对常规钢框架结构和新型装配式钢网格盒式结构进行分析，主要内容包括： 1.建立工程的有限元模型，在保证周期和周期比接近的情况下，进行经济性能的对比，结果表明，新型结构更加节省钢材和层高。 2.利用抽柱法对常规钢结构和新型结构进行抗连续倒塌分析，研究表明实际工程中盒式结构与常规结构体系均能满足抗连续倒塌的要求下，盒式结构更省钢材，且具有更好的延性，是比常规钢结构更为先进的结构体系。 3.在罕遇地震下对旧钢结构和新型结构进行动力弹塑性分析，结果表明层间横梁属于系统首道防线，预防空腹梁上下肋以及墙架柱在较短时间内屈服，确保盒式结构具备优异的延性，同时能够解决传统框架使用至单跨多层结构形态中耗能能力低劣、大震后期阶段刚度较低的问题。 4.对钢网格盒式结构的装配过程进行了阐述，简单说明了装配式建筑的规划、制造以及安装等一般流程与相关操作。

目录

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2多层大跨度结构体系的形式及特点

1. 预应力混凝土结构

2. 钢框架结构

3. 钢框架支撑结构

4. 钢筋混凝土空腹网架楼盖结构

5. 钢筋混凝土空腹夹层板楼盖结构

1.3 多层大跨度工业与公共建筑研究进展

1.3.1楼盖在多层大跨度建筑的研究现状

1.3.2新型装配整体式蜂窝型空间钢网格盒式结构

1.4 本文研究的主要内容

第二章 力学性能与结构计算模型对比分析

2.1蜂窝型钢空腹夹层板的构造特点

2.1.1基本几何尺寸

2.1.2基本构造要求

2.2钢网格式墙架基本力学性能研究

2.2.1钢网格式墙架的基本构造

2.2.2 钢网格式墙架抗侧刚度

2.2.3钢网格式墙架剪切变形计算

2.2.4钢网格式墙架整体弯曲变形计算

2.2.5钢网格式墙架总侧向位移计算

2.3蜂窝型钢网格盒式结构及常规钢框架结构计算模型的建立

2.3.1拟建工程概况

2.3.2结构模型

2.4蜂窝型钢网格盒式结构及常规钢框架结构性能对比

2.4.1动力特性对比

2.4.2经济性能对比分析

2.5本章小节

第三章 抗连续倒塌对比分析

3.1国内外连续化倒塌研究现状

3.1.1国内外研究历史及现状

3.1.2连续化倒塌分析及设计方法介绍

3.2盒式结构与常规钢框架结构连续化倒塌对比分析

3.2.1工程概况

3.2.2有限元模型建立

3.2.3框架柱内力变化

3.2.4失效点竖向位移

3.3本章小结

第四章 动力弹塑性对比分析

4.1 动力弹塑性分析方法

4.1.1 动力弹塑性时程分析的基本原理

4.1.2 求解方式

4.1.3 动力弹塑性时程分析过程

4.2 地震波的选取

4.3 SAP2000动力弹塑性分析

4.3.1 动力弹塑性时程分析主控数据

4.3.2 顶点位移时程曲线

4.3.3 基底剪力时程曲线

4.3.4 层间位移

4.3.5 楼层剪力

4.3.6 塑性铰分布情况

4.4 本章小结

第五章 钢网格盒式结构装配探讨

5.1引言

5.2装配式对比分析

5.3钢网格盒式结构装配问题

5.3.1横向钢空腹夹层板装划分和装配

5.3.2墙架划分与装配

5.3.3空腹夹层板与竖向墙架连接问题

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

附录一：攻读硕士学位期间发表的论文

附录二：贵州大学学位论文原创性声明和使用授权说明

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