预制装配式模块化建筑结构设计研究
发布时间：2021-05-13 13:57
在发展建筑工业化进行传统土木建筑行业转型升级背景下,具有绿色节能、高质量、高效率等特点的装配式建筑受到越来越多的关注,模块化建筑是一种新型、具有良好发展前景的装配式建筑。本文针对一种螺栓结合榫式连接的模块化建筑结构进行研究,其主要内容如下:（1）计算分析模型的建立。阐述了预制装配式模块化建筑结构设计的基本内容和要求,从结构整体、节点连接以及模块单元设计三个方面,归纳分析这种新式模块化结构针对目前设计难点在结构设计上提出的具体改善方法,然后根据这种新型模块单元的结构设计方法建立正向6跨（跨度3.9m）、侧向3跨（跨度4.2m）,3层（层高3.3m）的力学分析模型,选取基本尺寸,通过PKPM进行8度的内力计算,其剪重比、最大层间位移角以及稳定验算等都满足要求。（2）基于ABAQUS的框架有限元分析。以力学模型（4）轴轴线处的框架为例,利用ABAQUS建立一个单榀三层三跨框架有限元模型,进行框架在EI-Centro波、Taft波以及一条人工地震波分别在加速度幅值100cm/s2、200cm/s2以及400cm/s2下的动力弹塑性时程反应分析,满足位移比0.02的限制要求,同时对比PKPM计算...
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 建筑工业化
1.2.1 建筑工业化的概念
1.2.2 建筑工业化下建筑形式
1.3 装配式结构
1.3.1 混凝土结构
1.3.2 钢结构
1.3.3 模块化结构
1.4 国内外的发展状况
1.4.1 国外发展状况
1.4.2 国内发展状况
1.4.3 相关研究成果
1.5 存在的问题及研究方向
1.6 研究的意义和目的
1.7 主要研究内容
第二章 预制装配式模块化结构体系与设计
2.1 概述
2.2 结构整体设计
2.2.1 整体设计的基本内容
2.2.2 设计主要难点
2.2.3 解决改善方法
2.3 节点连接设计
2.3.1 连接设计的基本内容
2.3.2 设计主要难点
2.3.3 解决改善方法
2.4 模块单元设计
2.4.1 模块设计的基本内容
2.4.2 设计主要难点
2.4.3 解决改善方法
2.5 研究分析对象
2.5.1 结构设计间的联系
2.5.2 力学分析模型的建立
2.6 本章小结
第三章 基于ABAQUS的框架有限元分析
3.1 概述
3.2 弹塑性线性时程分析基本理论
3.2.1 弹塑性线性时程分析方法
3.2.2 ABAQUS分析线性时程求解原理
3.3 弹塑性线性时程分析
3.3.1 确定结构的振动力学模型
3.3.2 结构模态分析
3.3.3 地震波的选择及调幅
3.4 弹塑性时程分析结果及相关结论
3.4.1 数据结果输出及整体受力特点
3.4.2 地震动时程曲线分析
3.4.3 层间位移、位移角分析
3.4.4 框架节点区域受力特点
3.4.5 框架抗震性能评价
3.5 本章小结
第四章 基于ABAQUS的节点连接分析
4.1 概述
4.2 节点有限元模型的建立
4.2.1 模型及设计简化
4.2.2 ABAQUS基本参数设置
4.2.3 对比模型节点设置
4.3 节点构件性能对比分析
4.3.1 节点模型整体受力特点
4.3.2 上部连接件受力特点及变化规律
4.3.3 下部连接件受力特点及变化规律
4.3.4 柱受力特点及变化规律
4.3.5 梁受力特点及变化规律
4.4 节点抗震性能对比分析
4.4.1 滞回曲线对比分析
4.4.2 节点等效粘滞阻尼系数
4.4.3 节点模型骨架曲线
4.5 影响因素的验证分析
4.5.1 梁和构件设计方式
4.5.2 节点连接特点及必要性分析验证
4.5.3 滞回性能损耗的影响因素
4.5.4 塑性铰位置影响因素
4.6 本章小结
第五章 模块单元的结构分析
5.1 概述
5.2 模块单元的主体结构设计
5.2.1 水平楼板系统设计
5.2.2 垂直立柱系统设计
5.2.3 上层梁体系
5.2.4 侧向临时支撑
5.3 模块单元的分析
5.3.1 模型及参数设置
5.3.2 结果输出及分析
5.4 模块单元的特性
5.4.1 单元的尺寸特点
5.4.2 单元的其他附属结构
5.5 本章小结
第六章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化建筑体系研究进展[J]. 李爱群,周通,缪志伟. 工业建筑. 2018(03)
[2]新型多高层钢结构箱式模块建筑的设计[J]. 谭晓龙. 科技风. 2018(05)
[3]带Z字形悬臂梁段拼接的装配式钢框架节点抗震性能试验研究[J]. 张爱林,郭志鹏,刘学春,姜子钦. 工程力学. 2017(08)
[4]高层模块化建筑结构体系研究与工程应用[J]. 华凯,王志骏. 低温建筑技术. 2017(05)
[5]钢框架梁柱节点抗震性能拟静力试验研究[J]. 王书圣,耿辉强,武永强,赵玉坤. 防灾科技学院学报. 2016(04)
[6]带Z字形悬臂梁段拼接的装配式钢框架节点抗震性能分析[J]. 张爱林,郭志鹏,刘学春,高增俊. 北京工业大学学报. 2016(11)
[7]装配式方钢管柱与H型钢梁连接节点力学性能研究[J]. 庄鹏,王燕,张茗玮. 青岛理工大学学报. 2016(05)
[8]现代建筑结构设计的传承——以英国、瑞士和日本为例[J]. 王嵩. 华中建筑. 2016(10)
[9]新型多高层钢结构箱式模块建筑的设计[J]. 杨晓杰,陆烨,顾超,刘青. 建筑钢结构进展. 2016(05)
[10]多层装配式模块住宅结构方案分析及优化研究[J]. 王化杰,钱宏亮,范峰,雷炎祥,白樵,李洋. 建筑结构学报. 2016(S1)
博士论文
[1]单跨三层预压装配式预应力混凝土框架抗震性能试验与理论研究[D]. 宋满荣.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]多层箱式模块化建筑受力性能和设计方法的研究[D]. 王炜.西安建筑科技大学 2017
[2]模块化建筑的结构设计与BIM技术应用研究[D]. 黄永胜.广州大学 2016
[3]传统木结构榫卯节点模型化试验研究[D]. 张联霞.昆明理工大学 2016
[4]集装箱建筑设计与应用的研究[D]. 张慧洁.北京建筑大学 2014
[5]多层钢—混凝土组合框架结构抗震性能三维精细有限元分析[D]. 陈明.中南大学 2014
[6]模块化思想在现代住宅设计中的运用[D]. 薛莎莎.北京建筑大学 2013
[7]基于ABAQUS的钢—混凝土组合梁钢框架抗震性能研究[D]. 宋毛毛.哈尔滨工业大学 2013
[8]基于三维有限元法的多层钢—混凝土组合框架地震响应分析[D]. 罗雅婷.中南大学 2013
[9]基于模块化设计的钢框架结构抗震性能研究[D]. 胡骁.西南交通大学 2013
[10]集装箱建筑适应性设计与建造研究[D]. 赵鹏.湖南大学 2011
本文编号：3184138
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 建筑工业化
1.2.1 建筑工业化的概念
1.2.2 建筑工业化下建筑形式
1.3 装配式结构
1.3.1 混凝土结构
1.3.2 钢结构
1.3.3 模块化结构
1.4 国内外的发展状况
1.4.1 国外发展状况
1.4.2 国内发展状况
1.4.3 相关研究成果
1.5 存在的问题及研究方向
1.6 研究的意义和目的
1.7 主要研究内容
第二章 预制装配式模块化结构体系与设计
2.1 概述
2.2 结构整体设计
2.2.1 整体设计的基本内容
2.2.2 设计主要难点
2.2.3 解决改善方法
2.3 节点连接设计
2.3.1 连接设计的基本内容
2.3.2 设计主要难点
2.3.3 解决改善方法
2.4 模块单元设计
2.4.1 模块设计的基本内容
2.4.2 设计主要难点
2.4.3 解决改善方法
2.5 研究分析对象
2.5.1 结构设计间的联系
2.5.2 力学分析模型的建立
2.6 本章小结
第三章 基于ABAQUS的框架有限元分析
3.1 概述
3.2 弹塑性线性时程分析基本理论
3.2.1 弹塑性线性时程分析方法
3.2.2 ABAQUS分析线性时程求解原理
3.3 弹塑性线性时程分析
3.3.1 确定结构的振动力学模型
3.3.2 结构模态分析
3.3.3 地震波的选择及调幅
3.4 弹塑性时程分析结果及相关结论
3.4.1 数据结果输出及整体受力特点
3.4.2 地震动时程曲线分析
3.4.3 层间位移、位移角分析
3.4.4 框架节点区域受力特点
3.4.5 框架抗震性能评价
3.5 本章小结
第四章 基于ABAQUS的节点连接分析
4.1 概述
4.2 节点有限元模型的建立
4.2.1 模型及设计简化
4.2.2 ABAQUS基本参数设置
4.2.3 对比模型节点设置
4.3 节点构件性能对比分析
4.3.1 节点模型整体受力特点
4.3.2 上部连接件受力特点及变化规律
4.3.3 下部连接件受力特点及变化规律
4.3.4 柱受力特点及变化规律
4.3.5 梁受力特点及变化规律
4.4 节点抗震性能对比分析
4.4.1 滞回曲线对比分析
4.4.2 节点等效粘滞阻尼系数
4.4.3 节点模型骨架曲线
4.5 影响因素的验证分析
4.5.1 梁和构件设计方式
4.5.2 节点连接特点及必要性分析验证
4.5.3 滞回性能损耗的影响因素
4.5.4 塑性铰位置影响因素
4.6 本章小结
第五章 模块单元的结构分析
5.1 概述
5.2 模块单元的主体结构设计
5.2.1 水平楼板系统设计
5.2.2 垂直立柱系统设计
5.2.3 上层梁体系
5.2.4 侧向临时支撑
5.3 模块单元的分析
5.3.1 模型及参数设置
5.3.2 结果输出及分析
5.4 模块单元的特性
5.4.1 单元的尺寸特点
5.4.2 单元的其他附属结构
5.5 本章小结
第六章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化建筑体系研究进展[J]. 李爱群,周通,缪志伟. 工业建筑. 2018(03)
[2]新型多高层钢结构箱式模块建筑的设计[J]. 谭晓龙. 科技风. 2018(05)
[3]带Z字形悬臂梁段拼接的装配式钢框架节点抗震性能试验研究[J]. 张爱林,郭志鹏,刘学春,姜子钦. 工程力学. 2017(08)
[4]高层模块化建筑结构体系研究与工程应用[J]. 华凯,王志骏. 低温建筑技术. 2017(05)
[5]钢框架梁柱节点抗震性能拟静力试验研究[J]. 王书圣,耿辉强,武永强,赵玉坤. 防灾科技学院学报. 2016(04)
[6]带Z字形悬臂梁段拼接的装配式钢框架节点抗震性能分析[J]. 张爱林,郭志鹏,刘学春,高增俊. 北京工业大学学报. 2016(11)
[7]装配式方钢管柱与H型钢梁连接节点力学性能研究[J]. 庄鹏,王燕,张茗玮. 青岛理工大学学报. 2016(05)
[8]现代建筑结构设计的传承——以英国、瑞士和日本为例[J]. 王嵩. 华中建筑. 2016(10)
[9]新型多高层钢结构箱式模块建筑的设计[J]. 杨晓杰,陆烨,顾超,刘青. 建筑钢结构进展. 2016(05)
[10]多层装配式模块住宅结构方案分析及优化研究[J]. 王化杰,钱宏亮,范峰,雷炎祥,白樵,李洋. 建筑结构学报. 2016(S1)
博士论文
[1]单跨三层预压装配式预应力混凝土框架抗震性能试验与理论研究[D]. 宋满荣.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]多层箱式模块化建筑受力性能和设计方法的研究[D]. 王炜.西安建筑科技大学 2017
[2]模块化建筑的结构设计与BIM技术应用研究[D]. 黄永胜.广州大学 2016
[3]传统木结构榫卯节点模型化试验研究[D]. 张联霞.昆明理工大学 2016
[4]集装箱建筑设计与应用的研究[D]. 张慧洁.北京建筑大学 2014
[5]多层钢—混凝土组合框架结构抗震性能三维精细有限元分析[D]. 陈明.中南大学 2014
[6]模块化思想在现代住宅设计中的运用[D]. 薛莎莎.北京建筑大学 2013
[7]基于ABAQUS的钢—混凝土组合梁钢框架抗震性能研究[D]. 宋毛毛.哈尔滨工业大学 2013
[8]基于三维有限元法的多层钢—混凝土组合框架地震响应分析[D]. 罗雅婷.中南大学 2013
[9]基于模块化设计的钢框架结构抗震性能研究[D]. 胡骁.西南交通大学 2013
[10]集装箱建筑适应性设计与建造研究[D]. 赵鹏.湖南大学 2011
本文编号：3184138
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