王洪六[1]2005年在《斜拉钢—混凝土组合楼盖施工过程现场监测和数值模拟》文中研究说明本文以在建的上海浦东新区文献中心二层大跨度斜拉钢—混凝土组合楼盖为对象,当楼盖混凝土浇筑完毕并达到相应的强度要求后,在逐步拆除满堂红支撑过程中,对结构在承受自重荷载下的受力情况进行了现场监测。进而探索大跨度组合楼盖结构在施工阶段的受力特性,并对其实际的使用效果做出评估。 运用有限元软件ANSYS建立大跨度斜拉钢—混凝土组合楼盖分析模型,使用这一模型再现了支撑撤除的全过程和现场监测数据的比较表明,数值模拟与分析方法具有足够的精度。通过对原有卸载方案施工过程中结构应变变化模拟计算结果的分析,评价原施工控制方案的合理性和优缺点:进而运用ANSYS分析模型进行模拟的卸载施工以探求更优化的施工控制方案。通过理论和数值模拟分析,笔者提出了优化和实用的分块同步卸载施工控制方案。 本文通过现场监测和有限元模拟分析得出的结论是基于上海市浦东文献中心主楼的施工过程,可供今后类似结构的设计和施工过程控制时参考。
吴松金[2]2014年在《基于最优匹配度的大跨空间无上弦组合管桁架楼盖优化分析》文中提出随着近些年来国民经济的飞速发展和人们对物质生活水平要求的日益提高，建筑行业向着大柱网、大空间、以及大开间的单层、多层大跨空间结构大规模地发展，新式体育场馆、会展场馆等大跨度结构对楼盖提出了新要求，组合楼盖由于自身的优越性能，逐渐地被结构工程师们所青睐。而在组合网架楼盖的基础上发展而来的组合管桁架楼盖，在同等用钢量情况下，有着更高的整体刚度和承载力，是一种很有发展前景的新型空间组合结构形式，但目前国内外学者对其还缺乏关注，相关的理论计算与设计方法也不完善。本文在借鉴前人的研究成果以及初等弯曲理论的基础上，利用ABAQUS有限元软件对无上弦组合管桁架的破坏模式、延性性能及极限承载力进行分析。从管桁架杆件截面尺寸、高跨比、宽高比、混凝土板厚度和板的混凝土强度等级五个方面综合分析其极限承载力、破坏模式、荷载位移曲线以及位移延性系数等受力性能。提出影响其受力性能的关键参数下弦钢管与上翼缘混凝土板匹配度η。论文研究中发现利用在端节间设置上弦杆，其他节点处设置钢节点板以及在混凝土板节点处配置一定数量的抗冲剪弯起钢筋，能够有效的避免节点与支座发生脆性破坏。宽高比对提高组合管桁架刚度及极限承载力的效果不明显，甚至当宽高比超过0.8时，反而会降低组合管桁架的刚度或极限承载力，因此，无上弦组合管桁架的设计过程中，宽高比0.8可以作为一个限值。提出了能够使得无上弦组合管桁架在常用的几个高跨比、宽高比、混凝土板厚及强度等级下，均能得到良好的受力性能，避免结构发生上翼缘受压区混凝土压碎先于下弦管拉断的脆性破坏的最优匹配度η=1.20。为后续的科学研究以及工程实践提供一定的参考。
包延红[3]2013年在《基于火灾全过程的钢—混凝土组合楼盖力学性能研究》文中认为目前,钢-混凝土组合楼盖已应用于高层以及超高层建筑中。近年来,火灾的频发给钢-混凝土组合楼盖的实用性和安全性造成了严重的影响。因此,研究基于火灾全过程的钢-混凝土组合楼盖的力学性能势在必行。本文主要对基于火灾全过程的钢-混凝土组合楼盖的力学性能进行了研究分析,具体进行了以下工作：(1)选择合理的热工材料参数,借助于有限元软件ABAQUS平台,参考实际工程,建立钢-混凝土组合楼盖温度场有限元模型。对现有相关试验数据进行模拟,将模拟结果与试验结果进行对比分析,间接验证钢-混凝土组合楼盖温度场模型的正确性。在此基础之上,对钢-混凝土组合楼盖温度场进行了研究分析。(2)在火灾全过程的各个阶段选择相应的材料本构模型,参考实际条件,定义有效的边界条件、接触方式、网格类型,建立基于火灾全过程的钢-混凝土组合楼盖力学模型。结合现有相关试验数据进行模拟分析,验证钢-混凝土组合楼盖力学模型的正确性和可行性。在力学模型正确的基础上,分别进行了常温下和基于火灾全过程的钢-混凝土组合楼盖的力学性能分析。(3)利用上述所建的钢-混凝土组合楼盖有限元模型,建立基于火灾全过程作用后的钢-混凝土组合楼盖典型算例,并对可能影响钢-混凝土组合楼盖火灾全过程作用后力学性能的影响因素,如：火灾升温时间比、混凝土抗压强度等级、钢梁屈服强度、压型钢板屈服强度、混凝土厚度和压型钢板厚度等参数进行了分析,得出了各个参数对钢-混凝土组合楼盖火灾全过程作用后力学性能的影响规律。
华俊杰[4]2017年在《大跨度预应力加劲式组合梁楼盖动力响应研究》文中研究说明大跨度预应力加劲式组合梁楼盖体系是在组合梁和预应力结构理论基础上提出的新型楼盖体系。该类楼盖是使用钢管作为骨架,可以有效减少钢材用量;同时对组合楼盖施加预应力,有效减小截面尺寸,降低楼盖自重,可以更好适应大跨度工程施工及承载,能充分发挥组合材料物理力学特性的要求,为楼盖的推广应用奠定基础。论文基于理论分析和数值模拟对楼盖进行研究,主要内容为:基于荷载平衡法,研究大跨度预应力组合梁楼盖的张拉控制力,并确立结构分析参数,为动力响应分析奠定了基础;基于拟板法基本原理,理论推导了肋梁楼盖动力响应计算公式,研究该结构动力响应,确定楼盖动力响应特征值;基于大型有限元分析软件ANS YS,对楼盖进行实体建模,并对楼盖的动力特性做了分析,通过改变偏心距(即预应力筋施加位置)、楼盖板厚及肋梁高度等进行参数讨论,并将有限元结果和理论结果进行了对比分析,验证了有限元简化模型的合理性;基于简化的有限元模型,利用时程分析法,研究了有无预应力钢桁架对楼盖地震动力响应的影响以及预应力布置方式对楼盖地震动力响应的影响。研究结果表明,该组合楼盖具有较好的承载性能和抗震性,舒适度也满足日常使用要求。其中肋梁高度对楼盖基频影响较大,预应力筋布置位置对楼盖地震动力响应影响明显,因此在结构设计中应着重考虑。
杨想红[5]2007年在《钢—混凝土组合空腹板架结构的试验研究及工程实践》文中认为钢-混凝土组合空腹板架结构是在组合楼盖结构的基础上提出的一种新结构形式，它由下层交叉钢肋、上层混凝土板及连接上下层并使之共同工作的钢管或钢管混凝土剪力键组合而成。本文对组合空腹板架结构作了大量的试验研究及相应的理论分析：首先，对组合空腹板的组成单元——组合空腹梁进行了足尺模型试验，侧重研究组合空腹梁下层钢肋、上层混凝土板的内力分布规律，对组合空腹板建立了基于空间梁单元与壳单元的混合元计算模型、空间壳单元计算模型两种有限元分析方法，对试验模型进行了理论分析；其次，依托某一实际对组合空腹板架结构作了原位静力试验研究，并对组合空腹板架结构建立了基于空间梁单元与壳单元的混合元计算模型，对试验进行了理论分析；再次，同样是依托某实际工程，对该组合空腹楼盖结构进行了原位试验，测试了结构自由振动的基本频率，并与理论计算值进行了比较和分析；最后，对组合空腹板架结构中的重要组成部分方形钢管剪力键作了拟静力试验研究，研究了它的滞回性能，同时对方形钢管剪力键作了非线性理论分析。最后，本文详细介绍了一实际工程的设计及施工过程。
孙传伟[6]2004年在《钢—混凝土组合楼盖空间作用的研究》文中研究说明近年来,钢-混凝土组合楼盖以其显着的技术经济效益在建筑结构中得到了越来越多的应用,它可以减小结构高度,减轻结构自重,节省材料,施工快速方便,施工周期缩短等。针对结构所受荷载不均匀、结构布置受工艺要求限制等特点,迫切要求对钢-混凝土组合楼盖的空间性能进行研究,更大限度地发挥组合楼盖结构体系的潜能。对于组合框架的计算方法,国内的规范及相关条文都没有考虑到组合楼板的空间作用,设计时造成较大的浪费。本课题试验模型以北京叁河电厂主厂房框架为模型,按1:4比例缩小,进行伪静力试验。通过试验,得到了钢框架体系、钢框架带水平支撑体系、钢框架—混凝土组合楼板体系的空间受力性能,钢框架—混凝土组合楼板体系的极限状态,破坏形态。在试验的基础上,分析对比了水平撑与组合楼板在空间体系中的协调作用。试验及分析结果表明,组合楼板的空间作用非常明显,完全可以替代水平撑。进行框架设计时,必需考虑组合楼板的贡献;分析了半刚性框架的受力特点,在实际设计中,按照刚性框架处理和按照铰接框架处理都有误差;分析了半刚性节点的受力特性,建立了半刚性节点的分析模型,并对其进行了参数分析;提出了半刚性平面框架的叁种计算方法:有限单元法,迭加法以及有限元软件的计算方法;提出了将空间组合框架简化为平面框架的简化计算方法,对计算结果与实验结果进行了对比;提出了半刚性框架的极限分析方法和简化极限分析方法;分析了框架中组合梁的受力性能。试验及理论分析证明,组合楼板的空间作用非常明显,在实际工程中,完全可以取代水平支撑。实际工程中,建议使用如下简便设计方法:计算框架刚度时,考虑混凝土楼板的组合效果;计算框架强度时,不考虑混凝土楼板。而简单分析时,可以不用考虑混凝土楼板。本文提出的半刚性框架的弹性计算方法,弹塑性计算方法和极限分析方法与试验结果符合较好,对实际工程设计具有参考价值。
胡望[7]2016年在《小间距钢梁混凝土空心楼盖变形试验及机理分析》文中研究说明为扩大“盒式结构”的应用范围,结合钢-混组合楼盖和现浇混凝土空心楼盖的特点,提出一种小间距钢梁混凝土空心楼盖,既能降低建筑层高,又能符合“盒式结构”楼盖受力的结构特点。小间距钢梁混凝土空心楼盖是为适用马克俭院士研发的盒式钢结构应用于住宅中的一种新型楼盖,其结构特点主要体现在梁的间距较小,间距为2m,梁采用H型钢梁。具有现浇楼盖竖向刚度和承载力高的特点,也具有钢-混组合楼盖和“盒式钢结构”抗震性能优越的特点。因此该结构的研究针对混凝土空心板对提高钢结构楼盖刚度的试验和变形机理进行研究,此项研究具有一定的理论价值和经济意义。本文通过原结构1/2缩尺模型试验和数值分析,研究了小间距钢梁现浇混凝土空心楼盖钢梁与混凝土板弹性阶段协同工作机理和变形,提出了小间距钢梁现浇混凝土空心楼盖的变形计算方法,对此类楼盖的变形计算具有一定的工程意义和经济效益。本文主要从以下几个方面展开了工作:(1)设计、加工及制作了原结构1/2缩尺小间距钢结构楼盖,对无板钢结构楼盖进行竖向加载试验,当该阶段试验结束后,在无板钢结构楼盖上浇捣混凝土空心板,并进行常规养护,达到龄期后,对其进行竖向加载试验;(2)通过对无板钢结构楼盖以及浇捣混凝土空心板的有板钢混楼盖的竖向加载试验,以及实验现象、数据分析,研究混凝土空心板对钢梁楼盖刚度的影响,并且确定了其影响系数η;(3)通过试验获得的钢梁和混凝土空心板变形特征和应变实测值,得出了钢梁跨中截面的应变沿高度的分布特征,以及混凝土空心板垂直梁轴方向的应变分布特征;(4)根据试验理论分析和试验研究,提出小间距钢梁混凝土空心楼盖变形机理和挠度计算方法,以及刚度的计算公式;(5)利用有限元软件ANSYS(14.0)分别对原结构1/2缩尺试验结构模型的无板钢结构楼盖和有板钢混楼盖进行了模拟,并与试验结果进行对比。
李朝辉[8]2008年在《压型钢板—煤矸石轻骨料混凝土组合楼板的有限元分析》文中指出随着我国国民经济的不断发展,人们对房屋的建设提出了更高的要求,要求经济合理,结构性能好,施工周期短,并有利于环保。而钢结构建筑能比较好地满足上述要求。钢-混凝土组合结构住宅是钢结构建筑当中常见的结构形式之一,通常这种结构形式以钢-普通混凝土组合梁、钢-普通混凝土组合柱作为骨架,以压型钢板-普通混凝土组合楼板作为楼板。与这种较为常见的楼板体系相比,压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板虽然研究较少,但是却拥有许多普通混凝土组合板无法比拟的优点。鉴于压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板具有广泛的应用前景,而我国在这方面研究又比较缺乏,本文对这种新型结构型式进行了较全面的理论分析。首先,本文在前人研究的基础上,对太原官地矿上的自燃煤矸石进行了叁氧化硫含量测试,并试配了LC20、LC25、LC30叁种强度的煤矸石轻骨料混凝土,其强度满足要求。其次,本文在前人研究的基础上,进一步完善了压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板的计算理论。再次,本文利用ANSYS分析软件对六块压型钢板-煤矸石轻骨料混凝土组合楼板进行了分析。得到了其在理想状态下的极限承载力,并分析了压型钢板和煤矸石轻骨料混凝土的应变、组合板挠度随荷载的变化规律。最后,分析了组合板厚和煤矸石轻骨料混凝土强度等级对组合板承载力的影响。
高鹏[9]2015年在《简支桁架组合楼盖的优化设计研究》文中研究说明近年来,我国大型及特大型公共建筑和高层建筑得到迅猛发展,对大跨重载结构产生巨大需求。与此同时,资源能源浪费、环境污染等问题已成为目前结构工程领域面临的重要挑战。钢桁架-混凝土组合梁(后简称:桁架组合梁)通过栓钉连接件将钢桁架与混凝土板组合在一起协同工作,在大跨重载条件下具有优越的受力性能和经济优势,同时易于实现绿色施工。本文对简支桁架组合梁以及简支桁架组合楼盖的受力性能、设计方法、技术经济指标、设计优化等问题开展研究,完成的主要工作包括:1.在通用有限元程序ABAQUS的平台上,采用壳-实体混合有限元模型对简支桁架组合梁的受力性能开展研究,并通过实验结果加以验证。基于该有限元模型,通过参数分析对简支桁架组合梁基于刚度等效的有效翼缘宽度进行分析,提出基于刚度等效的有效翼缘宽度计算公式,与规范相比能够更好地预测简支桁架组合梁的结构刚度和变形。在现行规范建议的实腹式组合梁设计方法的基础上,给出了简支桁架组合梁的承载力极限状态设计方法几点建议;2.基于塑性极限承载力设计方法,在保证相同极限弯矩的条件下,针对用钢量指标,对简支桁架组合梁和简支工字钢组合梁的杆件截面参数进行优化分析,可知高跨比、桁架组合梁弦杆面积比、工字钢组合梁翼缘面积比对组合梁用钢量指标的影响最大。此外,基于对桁架组合梁以及工字钢组合梁同参数条件下的用钢量对比分析得到了相关优化设计建议;3.采用梁-壳混合有限元模型,在满足塑性承载力设计要求的条件下,通过控制楼盖应力的方式对简支桁架组合楼盖和简支工字钢组合楼盖的用钢量进行楼盖布置的参数分析、以及同参数条件下简支桁架组合楼盖和简支工字钢组合楼盖用钢量的对比分析,最后给出了工程设计时考虑用钢量指标的结构选型建议;4.结合某实际工程大跨重载组合楼盖的优化设计,对本文提出的考虑用钢量指标的结构选型建议进行了验证。设计结果表明:简支桁架组合梁及桁架组合楼盖在受力性能、楼盖舒适度、结构高度、用钢量、自重等方面综合指标优越,具有广阔的应用前景。
聂建国, 陈戈, 孙传伟, 周建军, 连艳红[10]2005年在《钢-混凝土组合楼盖空间作用的试验研究》文中研究指明为了研究钢混凝土组合楼盖的空间作用,采用伪静力试验方法对按1/4比例缩小的单跨、4层、4柱距的钢框架、带水平支撑钢框架、组合框架以及带水平支撑组合框架模型进行了弹性比较试验,并对组合框架结构模型进行了破坏试验。试验结果表明,钢混凝土组合楼板能够满足水平荷载作用下协同框架结构整体受力的要求。在弹塑性阶段,混凝土楼板和钢梁之间仍然能够通过栓钉共同工作,有效地减小水平荷载作用下框架结构的侧向位移。试验验证了组合楼盖传递水平荷载的有效性,为进一步的理论研究提供了参考。
参考文献：
[1]. 斜拉钢—混凝土组合楼盖施工过程现场监测和数值模拟[D]. 王洪六. 同济大学. 2005
[2]. 基于最优匹配度的大跨空间无上弦组合管桁架楼盖优化分析[D]. 吴松金. 长安大学. 2014
[3]. 基于火灾全过程的钢—混凝土组合楼盖力学性能研究[D]. 包延红. 兰州理工大学. 2013
[4]. 大跨度预应力加劲式组合梁楼盖动力响应研究[D]. 华俊杰. 安徽理工大学. 2017
[5]. 钢—混凝土组合空腹板架结构的试验研究及工程实践[D]. 杨想红. 贵州大学. 2007
[6]. 钢—混凝土组合楼盖空间作用的研究[D]. 孙传伟. 清华大学. 2004
[7]. 小间距钢梁混凝土空心楼盖变形试验及机理分析[D]. 胡望. 湖南科技大学. 2016
[8]. 压型钢板—煤矸石轻骨料混凝土组合楼板的有限元分析[D]. 李朝辉. 太原理工大学. 2008
[9]. 简支桁架组合楼盖的优化设计研究[D]. 高鹏. 清华大学. 2015
[10]. 钢-混凝土组合楼盖空间作用的试验研究[J]. 聂建国, 陈戈, 孙传伟, 周建军, 连艳红. 清华大学学报(自然科学版). 2005
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