新型装配整体式空间钢网格“筒中筒”盒式结构在超高层（H100m）结构的研究与应用

发布时间：2021-04-22 08:04

　　随着经济技术的发展，土地资源的限制，高层及超高层建筑受到各国各地区的青睐。在各地区制订的规划当中，更多更高的大楼将陆续建成，并将成为地区标志性建筑。因此，寻求安全经济适用的超高层结构体系成为研究热点。虽然国内外专家学者对常规框筒结构做了大量研究，但对新结构体系的提出较少。马克俭教授提出了高层超高层钢筋混凝土核心筒与装配整体式空间钢网格“筒中筒”盒式结构新体系，该新体系能有效的克服常规框筒结构的一些不足，并已获得相关国家发明专利4项，有望获得较大的经济效益。分析新结构体系力学特性及抗震性能，为新体系在实际工程的应用提供依据，这是非常有意义的。本文首先介绍了高层及超高层的发展历程及力学特点，引出本课题研究重点。接着介绍新体系的基本组成，包括协同式钢空腹夹层板楼盖的基本构组成及计算方法、钢网格墙架基本构成，推导了钢网架墙架剪切及弯曲变形公式，进行了网格式墙架的往复荷载试验。介绍了筒中筒盒式结构整体组成，研究了该新体系的部分力学计算特点。另外对比研究了装配式钢网格“筒中筒”盒式结构新体系与常规框-筒结构的基本力学特征及经济性，研究新体系外筒钢网格墙架基底剪力及弯矩分配情况。重点对装配式钢网格“... 

【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校

【文章页数】：164 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 概述
        1.1.1 高层及超高层国内外发展历程
        1.1.2 高层建筑结构特点及常用体系
        1.1.3 外钢框架-内钢筋混凝土核心筒混合结构优点
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 国外试验开展研究概况
        1.2.2 国内试验研究概况
        1.2.3 计算理论研究概况
    1.3 问题的提出
        1.3.1 常规框筒结构的不足
        1.3.2 新型钢网格“筒中筒”盒式结构的提出
    1.4 本文研究的主要内容
    1.5 本课题创新点
    1.6 本课题研究意义
第二章 新型装配整体式空间钢网格盒式结构体系的基本原理与特点
    2.1 钢空腹夹层板网格结构的基本力学模型
    2.2 钢空腹夹层板网格结构连续化分析
        2.2.1 基本假定和计算模型
        2.2.2 基本方程
        2.2.3 周边简支的矩形钢空腹夹层板结构的求解
        2.2.4 钢空腹夹层板构件的内力计算
        2.2.5 钢空腹夹层板网格结构的实用分析方法
        2.2.6 钢构件截面设计
    2.3 装配整体式单层钢网格竖向墙架的力学特点
        2.3.1 网格式框架墙作用原理
        2.3.2 剪切变形计算
        2.3.3 整体弯曲变形计算
        2.3.4 网格式框架墙实验研究
    2.4 混凝土核心筒与装配整体式空间钢网格盒式结构的力学特点
    2.5 算例分析
    2.6 本章小结
第三章 非线性原理及应用
    3.1 分析软件 Midas/builing 简介
    3.2 规范与结构非线性分析
    3.3 非线性单元
        3.3.1 非线性梁柱单元
        3.3.2 非线性墙单元
    3.4 动力弹塑性分析原理
        3.4.1 分析目的
        3.4.2 分析原理
    3.5 材料本构关系
    3.6 动力弹塑性分析滞回模型
        3.6.1 基本定义
        3.6.2 修正的武田三折线滞回模型
        3.6.3 标准双折线滞回模型
    3.7 本章小结
第四章 新型装配整体式空间钢网格“筒中筒”盒式结构静、动力特性分析
    4.1 工程概况
    4.2 常规框筒结构建模
    4.3 新型结构体系建模
    4.4 阵型分解反应谱法结果比较
        4.4.1 周期及阵型
        4.4.2 位移角及位移比
        4.4.3 楼层剪力及弯矩分配情况
        4.4.4 经济性比较
    4.5 动力弹塑性分析模型的建立
        4.5.1 分析模型的建立
        4.5.2 材料本构关系
        4.5.3 材料阻尼
        4.5.4 塑性铰定义
        4.5.5 非线性梁柱单元
        4.5.6 非线性墙单元
        4.5.7 纤维材料本构“应变等级”的说明
        4.5.8 截面塑性铰“屈服状态”的说明
        4.5.9 计算方法
    4.6 地震波的选取
    4.7 单向地震作用下动力弹塑性分析结果
        4.7.1 楼层相对位移
        4.7.2 层间位移
        4.7.3 层间位移角
        4.7.4 楼层剪力
        4.7.5 基底剪力及弯矩时程曲线
        4.7.6 顶层加速度及位移时程曲线
        4.7.7 框架塑性铰分布
        4.7.8 墙塑性铰分布
    4.8 双向地震作用下动力弹塑性分析结果
        4.8.1 楼层相对位移
        4.8.2 层间位移
        4.8.3 层间位移角
        4.8.4 楼层剪力
        4.8.5 基底剪力及弯矩时程曲线
        4.8.6 顶层加速度及位移时程曲线
        4.8.7 框架塑性铰分布
        4.8.8 墙塑性铰分布
    4.9 结构弹塑性发展历程及抗震性能总结
    4.10 本章小结
第五章 新型装配整体式空间钢网格盒式结构其他形式在超高层的应用
    5.1 新型装配整体式空间钢网格正交斜放“筒中筒”盒式结构
        5.1.1 基本概念
        5.1.2 附图说明
        5.1.3 具体实施方式
        5.1.4 实例分析
    5.2 新型装配整体式空间钢网格“成束筒”盒式结构
        5.2.1 基本概念
        5.2.2 结构特点
        5.2.3 附图说明
    5.3 新型装配整体式空间钢网格正交斜放“成束筒”盒式结构
        5.3.1 基本概念
        5.3.2 结构特点
        5.3.3 附图说明
    5.4 本章小结
第六章 新型装配整体式空间钢网格盒式结构体系的工程应用
    6.1 工程 1 贵州酒店
        6.1.1 工程概况
        6.1.2 原结构体系结构设计
        6.1.3 新型结构体系结构设计
        6.1.4 抗震设防类别及设防烈度
        6.1.5 主要荷载取值
        6.1.6 分析结果
        6.1.7 主要技术经济指标
    6.2 工程 2 江苏镇江某超高层写字楼
        6.2.1 工程概况
        6.2.2 新型结构体系结构设计
        6.2.3 建筑分类等级
        6.2.4 主要荷载取值
        6.2.5 分析结果
        6.2.6 主要技术经济指标
    6.3 工程 3 云南昆钢办公楼
        6.3.1 工程概况
        6.3.2 原建筑方案结构布置
        6.3.3 方案比较及建议
        6.3.4 新型结构体系结构设计
        6.3.5 建筑分类等级
        6.3.6 主要荷载取值
        6.3.7 分析结果
        6.3.8 主要技术经济指标
    6.4 本章小结
第七章 超高层建筑“中国尊”结构选型分析
    7.1 已设计“中国尊”结构选型
        7.1.1 中国尊建筑简述
        7.1.2 中国尊结构选型简介
        7.1.3 巨型角柱的内筒外框“框筒结构”存在的几个问题
        7.1.4 “内筒外框”的技术经济指标
    7.2 抗震设防类别及设防烈度
    7.3 装配整体式空间钢网格盒式“成束筒”混合结构
        7.3.1 盒式“成束筒”混合结构结构布置
        7.3.2 盒式“成束筒”混合结构的正交斜放空腹楼盖选型
        7.3.3 盒式“成束筒”混合结构的单层钢网格墙架的选型
        7.3.4 四角型钢混凝土剪力墙的结构选型
        7.3.5 结构标准层划分及主要构件预估尺寸
    7.4 结构模型的建立
    7.5 两种结构形式初步对比
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
致谢
参考文献
附录一：攻读硕士学位期间发表的部分论文与科研项目


【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析[J]. 韩小雷,陈学伟,林生逸,何伟球,郑宜,吴培烽,毛贵牛.  建筑结构. 2010(02)
[3]中洲中心二期结构抗震性能分析[J]. 陈学伟,韩小雷,林生逸,吴培烽,何伟球.  建筑结构学报. 2010(01)
[4]新中国科学技术馆复杂体型钢-混凝土混合结构的非线性动力弹塑性分析[J]. 李婷,赵楠.  建筑结构. 2009(12)
[5]高层建筑结构设计特点及其体系[J]. 于险峰.  中国新技术新产品. 2009(24)
[6]东莞海德广场双塔连体高层结构动力弹塑性分析[J]. 焦柯,李松柏,陈润辉.  建筑结构. 2009(08)
[7]上、下弦反弯点处装配整体式钢空腹夹层板静力试验分析[J]. 魏艳辉,马克俭,张华刚.  贵州工业大学学报(自然科学版). 2008(04)
[8]考虑组合空腹板架施工起拱的钢肋与钢管剪力键连接节点设计[J]. 白晓冬,黄勇,纪延安,刘静.  贵州工业大学学报(自然科学版). 2008(04)
[9]高层建筑结构特点及其体系[J]. 杨琦.  沿海企业与科技. 2007(01)
[10]混凝土结构抗震非线性分析模型、方法及算例[J]. 叶列平,陆新征,马千里,汪训流,缪志伟.  工程力学. 2006(S2)

博士论文
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[2]高层钢筋混凝土结构非线性动力时程分析研究[D]. 聂祺.中国建筑科学研究院 2009
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硕士论文
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[2]不同加强措施下高层钢—混凝土混合结构协同工作性能研究[D]. 龙立志.西南交通大学 2009
[3]地震作用下钢筋混凝土结构弹塑性分析[D]. 耿宏春.哈尔滨工程大学 2009
[4]钢框架—混凝土筒高层混合结构非线性有限元分析[D]. 许军.中南大学 2008
[5]钢框架—混凝土筒体混合结构抗震性能振动台试验研究[D]. 梁博.西安建筑科技大学 2005



本文编号：3153435