一种新型的第二类高层钢结构住宅体系的试验研究及可行性分析

发布时间：2017-05-05 17:15

  本文关键词：一种新型的第二类高层钢结构住宅体系的试验研究及可行性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：2016年3月5日第十二届全国人民代表大会第四次会议,国务院总理李克强作政府工作报告时表示:“要积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑,提高建筑工程标准和质量,使人民群众生活更安心、更省心、更舒心。”国家大力发展装配式钢结构建筑、实行住宅产业化,本文针对17~25层第二类高层住宅建筑,构想一种新型的全装配钢结构住宅体系。新型住宅承重体系为:“箱形柱+桁架梁+部分支撑+楼承板”体系。本文针对构想的新型全装配钢结构住宅体系所做的工作及研究成果包括:1、对新型装配式钢结构住宅体系的梁柱节点进行了试验研究,试验节点采用梁端反对称加载,柱两端施加铰接约束,并在柱的一端施加轴力,对梁端单调或者滞回加载,得出节点的承载能力,并对其受力特征和破坏模式进行研究。2、采用ABAQUS有限元分析软件对试验节点进行有限元分析,模拟试验时试件的受力情况,有限元模型分析时也采用同样的方法,得出结果与试验结果进行对比与分析。3、试验结果与有限元分析结果基本一致:随着柱截面的减小,柱的承载能力会降低,节点的破坏模式从梁端屈曲逐渐变为柱端失稳,要满足“强柱弱梁”使破坏发生在梁端,就要加大柱的截面;破坏发生在梁端的试件,梁的腹杆在加载过程中非常容易屈服或者拉裂,在后期设计中需要考虑加强。4、针对拟建实际工程,在同样的建筑方案和柱网布置下,本文采用采用“长沙远大体系”以及“构想体系”两种方案,进行理论分析和优化设计,综合对比其技术及经济指标。5、两种结构方案模态、层间位移角等参数均满足规范要求。新型体系在地震罕遇烈度为8度(0.20g)工况下得到能力谱与需求谱的性能点。性能点对应的弹塑性位移角满足规范要求,在该点处结构构件仅在部分桁架梁下弦及腹杆处出现塑性铰,表明新型结构体系抗震性能良好。本文提出的新型全装配的钢结构住宅体系满足住宅产业化对绿色建筑的要求,符合未来住宅发展的要求;同时本文可为相关课题对装配式结构的研究提供一定的参考和借鉴,也提出了进一步需要分析的问题。
【关键词】：钢结构住宅 节点试验 有限元分析 弹塑性分析
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU973.13
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 选题背景11-16
• 1.1.1 钢结构住宅的优势11-12
• 1.1.2 国家和地方性政策的鼓励支持12-15
• 1.1.3 住宅产业化的必要性15-16
• 1.2 钢结构住宅的发展概况16-19
• 1.2.1 国外钢结构住宅的发展概况16-19
• 1.2.2 国内钢结构住宅的发展概况19
• 1.3 本文研究内容19-21
• 第二章 新型钢结构住宅体系的构想21-33
• 2.1 构想的指导思想21-24
• 2.1.1 长沙远大体系简介21-22
• 2.1.2 长沙远大体系的优势22
• 2.1.3 长沙远大体系的缺憾22-24
• 2.2 体系组成24
• 2.3 长沙远大承重体系24-29
• 2.3.1 钢材及连接材料的选用25
• 2.3.2 柱构件25-26
• 2.3.3 梁构件26
• 2.3.4 楼板构件26
• 2.3.5 支撑构件26-27
• 2.3.6 节点的连接27-29
• 2.4 优化承重体系29-33
• 2.4.1 钢材及连接材料的选用29
• 2.4.2 柱构件29
• 2.4.3 梁构件29-30
• 2.4.4 楼板构件30
• 2.4.5 支撑构件30
• 2.4.6 节点的连接30-33
• 第三章 新型钢结构住宅体系节点的试验研究与理论分析33-65
• 3.1 试验方案33-43
• 3.1.1 试验目的33
• 3.1.2 试验加载方式的选用33-34
• 3.1.3 试件尺寸及编号34-35
• 3.1.4 试件装置及试件安装35-38
• 3.1.5 加载制度38-39
• 3.1.6 测试内容与方案39-43
• 3.2 试验现象及破坏模式43-49
• 3.2.1 试件J14c43-44
• 3.2.2 试件J24m44-47
• 3.2.3 试件J24c47-49
• 3.3 实验数据处理与分析49-55
• 3.3.1 试件J14c49-50
• 3.3.2 试件J24m50-52
• 3.3.3 试件J24c52-53
• 3.3.4 试验结果分析及小结53-55
• 3.4 有限元模拟分析55-63
• 3.4.1 试件J14c57-59
• 3.4.2 试件J24m59-61
• 3.4.3 试件J24c61-63
• 3.5 有限元分析结果与试验结果比较分析63-65
• 第四章 新型装配式体系的可行性分析65-109
• 4.1 工程背景65-69
• 4.1.1 建筑方案65-68
• 4.1.2 结构方案68-69
• 4.2 长沙远大体系可行性设计分析69-85
• 4.2.1 截面选择及结构布置图69-71
• 4.2.2 结构分析71-85
• 4.3 新型装配式钢结构体系可行性设计分析85-101
• 4.3.1 截面选择及结构布置图85-88
• 4.3.2 结构分析88-101
• 4.4 新体系Pushover弹塑性分析101-105
• 4.4.1 基本参数定义101-102
• 4.4.2 罕遇地震作用下弹塑性静力推覆分析主要结果102-105
• 4.5 小结105-109
• 第五章 结论与建议109-111
• 5.1 结论109-110
• 5.2 建议110-111
• 参考文献111-115
• 致谢115-116
• 攻读学位期间发表论文116

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本文编号：346767