吴昶[1]2004年在《错列桁架钢结构多层住宅体系整体分析和初步设计》文中认为错列桁架钢结构住宅体系是一种新型的钢结构住宅体系。为了研究这种体系在多层住宅建筑中的应用和设计方法,本文首先使用ETABS和SAP2000等软件对一个七层错列桁架钢结构住宅方案进行了受力分析,标准模型采用Pratt桁架结合开洞剪力墙体系。内力计算的内容包括竖向(重力)荷载下的内力计算;风荷载下的内力计算;水平地震荷载下的内力计算以及结构的地震反应和自振特性等。论文第二部分的工作是在标准模型计算的基础上改变结构布置,对影响错列桁架钢结构住宅体系受力性能的因素进行了分析,这些因素主要包括:不同的建筑进深,考虑了12m,16.5m,18m叁种错列桁架跨度;不同的框架柱形式,考虑了圆钢管混凝土柱和宽翼缘H型钢柱两种框架柱形式;不同的楼板形式,分析了是否采用楼板平面内完全刚度假定对错列桁架结构体系的影响,并且提出实际工程中可供选择的楼板体系;不同的纵向抗侧力体系,分析了纵向设置开洞剪力墙、支撑体系和仅靠框架承担纵向水平力时的结构受力性能;不同的横向抗侧力体系,提出六种桁架形式,并对它们各自的性能做了阐述,另外还对除桁架外的横向抗侧力构件(剪力墙、支撑等)对结构受力性能的影响进行了分析;不同的桁架节点形式,分析了桁架腹杆两端与弦杆的连接和弦杆与柱连接形式对结构受力性能的影响。论文第叁部分的工作是根据对标准模型受力性能多因素的分析,对前面所述的建筑方案进行优化的结构初步设计,对主体结构构件和基础进行了设计和验算,并且对优化后的结构方案进行了经济评价。最后,根据前面的研究内容,对错列桁架钢结构住宅体系的特点和设计要点进行了总结,并对今后的研究方向提出了建议。
范亚坤[2]2009年在《错列桁架钢木混合结构多层住宅结构性能研究》文中提出错列桁架体系钢木混合结构住宅是一种新型的绿色、实用住宅,本文对错列桁架钢木混合结构多层住宅的结构性能进行了研究。本文首先对错列钢木混合桁架进行设计研究。在初步布置钢木杆件的基础上,研究在桁架跨度一定时,桁架节间数目不同、空腹节间位置不同时桁架杆件在竖向荷载作用下的内力变化,以及桁架腹杆的合理布置形式。结果表明桁架钢木杆件的初步布置方案合理可行;需在非跨中布置空腹节间时,可两边对称布置腹杆或适当增加节间数目。为了研究这种体系的结构性能,作者采用SAP2000软件对一个六层错列桁架钢木混合结构住宅方案进行了受力分析。分析该结构体系在竖向荷载、风荷载及水平地震作用下的内力、竖向位移和侧向位移;分析结构的自振特性,并验算了结构的剪重比。结果表明该体系是一种受力性能优异的结构体系。本文最后对影响这种住宅体系受力性能的主要因素进行了分析,主要包括桁架形式、桁架高度、连接类型、柱距、建筑长宽比、高宽比、结构材料等。结果表明:该结构适用于狭长型平面的多高层建筑;错列钢木混合桁架的空腹节间位置对桁架跨中挠度及结构体系在水平荷载下的结构层间位移有显着影响;错列桁架钢木混合结构住宅体系的抗震性能优于相同体系的钢结构。
瞿芹[3]2012年在《错列桁架体系高层钢木混合结构整体稳定性研究》文中研究指明结构的失稳破坏是比较突发的，结构一旦屈曲，结构随即崩溃，很多的实际工程事故证实了结构失稳破坏远比强度破坏危险，因而对结构进行整体稳定性分析尤为重要。错列桁架体系高层钢木混合结构住宅是一种新型的绿色住宅，该结构具有截面轮廓尺寸小,构件细长和板件柔薄的特点，对结构整体稳定性进行研究以探索其失稳破坏的方式及影响结构整体稳定性的因素，为该结构设计提供依据。本文按照南京地区一15层住宅的建筑方案，运用有限元设计软件SAP2000进行错列桁架体系钢木混合结构设计。分析其在荷载效应基本与偶然组合下结构的受力性能，结果表明该体系结构在荷载效应的基本组合下，桁架弦杆、腹杆、框架柱、楼板搁栅的内力较小，横向平面内弯矩和剪力主要集中在桁架层，而框架柱中的剪力和弯矩很小，其主要承受轴向力，充分利用了钢材抗拉弯、木材的抗压，使两种材料均发挥了各自的长处；该体系结构在荷载效应的偶然组合下，以错列桁架为抗侧力体系，结构水平剪力大部分化作桁架斜腹杆的轴向力，柱子主要承受轴向力，使得结构侧移明显降低，错列桁架体系钢木混合结构表现出了良好的抗震能力。运用有限元设计软件ANSYS，对该15层错列桁架体系钢木混合结构建模，分析其整体稳定性，同时考虑材料非线性和几何非线性双重非线性，选择合适的计算方案和迭代技术，对该结构在载荷作用下的变形和失稳过程进行了计算和模拟，得到了荷载-位移曲线和极限承载力大小，并分析了该结构重要构件的塑性发展过程。得出错列桁架体系高层钢木混合结构极限承载能力较高、延性较好的结论。本文最后对影响结构整体稳定性的主要因素进行了分析，主要包括结构材料、高宽比、框架柱截面尺寸、不同抗侧力体系、楼层高度。结果表明：纯钢结构能使极限承载力有所提高，但幅度有限；结构随着高宽比的增加，极限承载力下降；增加框架柱的截面对结构极限承载力的提高有显着的效果；结构设置纵向支撑意义不大，设置横向支撑能较大的提高结构极限承载力，且很好的控制结构侧向位移；随着层高的增加，结构抗侧刚度减小，极限承载力随之降低，侧移随之增加。结构应将高宽比、框架柱截面、楼层高度控制在合理的范围之内，以满足安全性及经济性的要求。
赵霄[4]2004年在《多层住宅全钢结构体系的优化设计》文中研究指明随着我国经济的快速发展，工业化进程的加快，人口快速的增长带来的压力，可持续发展战略的深入推广以及人民绿色环保意识的增强，我国现有的住宅体系已经逐步进入淘汰阶段，而住宅产业化的兴起更加速了这一进程。开发新型绿色、环保并符合住宅产业化发展战略的结构体系势在必行。成熟的全钢结构体系逐步的得到了我们的重视。 本课题是建设部资助科技攻关项目“轻钢结构多层住宅建筑体系的研究与开发”的子课题。 作者在查阅大量文献的基础上，提出多层住宅全钢结构体系的开发思路，即以现有成熟的结构体系为基础，重点进行优化设计。 作者初步设计出一种适应多层住宅全钢结构体系的建筑方案，并对其结构设计进行了重点的优化分析，对多达八种的结构布置方案进行了深入的分析与设计，得出了多层住宅全钢结 太原理工大学硕士研究生学位论文构体系的重要经济指标，指出了影响该体系推广的各种因素，这一系列的分析将对多层住宅全钢结构的设计起到一定的指导作用。
白雪娟[5]2009年在《高层灵活空间住宅结构体系的研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着经济、生活水平的不断提高,人们对物质和精神的需求也越来越高,舒适,个性的灵活空间住宅也愈来愈迎合人们的需求,同时,高层建筑的发展速度在逐年增加。我国高层建筑发展迅速,建筑高度不断增加,建筑功能和类型愈来愈复杂,结构体系更加多样化。结构抗震概念设计对结构的抗震性能起决定性作用,而高层建筑结构的选型与结构布置在结构抗震概念设计中占有极其重要的地位,它们直接影响着结构的安全性与经济性。其中,高层住宅和灵活空间住宅的合理结合,是关系到结构技术和经济最为关键的问题。本文对比高层住宅和灵活空间两种结构体系的特点,提出了一种新型高层灵活空间住宅结构体系——交错桁架-剪力墙结构住宅体系,完成的主要工作有:高层灵活空间住宅体系是一种新型结构体系。为了研究这种体系在高层住宅建筑中的应用和设计方法,首先通过概念设计初步确定结构中各杆件的截面形式、尺寸大小及布置方式,给出结构方案的计算模型。论文第叁部分的工作是在初步确定的结构模型的基础上改变结构杆件的尺寸和布置,使得结构满足规范要求,同时既安全合理又经济实用。计算型钢混凝土柱、框架梁、交错桁架、剪力墙和连梁的强度、刚度以及承载力使其满足规范要求,如果不满足则调整杆件的尺寸或位置,计算直至满足规范要求为止。如此反复调整方案,最终设计出合理优化的结构计算模型。论文第四部分的工作是使用ETABS软件对优化后的结构进行受力分析。内力计算的内容包括竖向(重力)荷载下的内力计算;组合荷载作用下的结构杆件验算,水平地震荷载下的内力计算以及结构的地震反应和自振特性等,并对优化后的结构方案进行了经济评价。最后,根据前面的研究内容,对交错桁架-剪力墙结构住宅体系的特点和设计要点进行了总结,并对今后的研究方向提出了建议。
管克俭[6]2003年在《钢结构住宅抗侧力体系试验研究与非线性分析》文中研究说明钢结构的应用和研究已有近百年的历史，技术上日趋成熟。但是，钢结构住宅的应用在我国还处在起步阶段。从技术角度来讲，如何使钢结构适应住宅建筑的特点，满足住宅产业化发展的需要，还有许多问题有待于进一步研究，如围护墙体、抗侧力体系、钢框架梁柱连接等。本文针对钢结构住宅体系中亟待解决的若干问题，完成了六榀1:2钢框架模型试验和八个足尺比例的梁柱连接模型在低周往复荷载作用下的试验，进行了以下几个方面的深入研究： 1 本文首次提出了一种新型的空腔复合填充墙钢框架抗侧力体系。在试验研究的基础上，建立了该体系的恢复力特性模型，提出了模型各受力阶段的刚度计算公式、极限承载能力的计算方法和抗震计算方法；对影响空腔结构砌体填充墙钢框架抗侧力性能的因素进行了讨论，提出了设计建议。 2 对支撑体系的抗侧力性能进行了系统的研究，对中心支撑体系和偏心支撑体系的非线性性能进行了简化分析。在试验研究和分析的基础上，讨论了中心支撑体系和偏心支撑体系各自的适用范围和受力特点，提出了中心支撑和偏心支撑的设计过程与方法。 3 狗骨式刚性连接是一种旨在改善梁柱连接变形性能，避免脆性破坏发生的有效连接形式。本文对狗骨式连接节点和框架进行了试验研究和有限元分析。研究表明，狗骨式连接能够有效地提高连接变形能力，避免脆性破坏的发生。并强调指出狗骨削弱的位置、形状和尺寸，对能否发挥狗骨式削弱的作用，达到预期的设计目的是至关重要的，必须予以重视。 4 本文提出了一种简化分析力学模型，用于角钢连接的分析。采用该模型和其计算方法，建立了两种角钢连接的弯矩—转角多折线模型。将该模型用于对半刚性框架分析，所得出的计算结果与试验吻合良好。 5 本文总结了半刚性连接框架二阶弹塑性分析方法和塑性铰分析方法，提出了半刚性连接框架耗能计算的公式。研究表明，半刚性框架耗能的大小与连接的嵌固程度、结构的阻尼、自振频率等均有很大的关系。 6 本文利用数值模拟技术完善试验研究，采用不同的单元类型对钢框架和支撑框架进行了非线性分析。不仅计算结果与试验结果吻合良好，还进一步揭示了试验中未能发现的现象。 最后，在总结论文工作的基础上，提出了本课题尚待解决的问题。
吴华英[7]2003年在《钢支撑框架抗侧力性能试验研究及有限元分析》文中指出随着科学技术和经济建设的大力发展，钢结构在现代建筑中的地位越来越重要。历次强烈地震表明，采用钢结构的建筑均具有良好的抗震性能。但传统的抗侧力体系不能经济合理的满足抗侧刚度和延性等抗震要求。 偏心支撑框架结合了中心支撑框架的强度、刚度高和普通抗弯框架的延性、耗能性能好的优点，通过耗能梁段的非弹性变形耗散大量输入结构的地震能量。它是一种改进了的新型抗侧力体系。因此，分析偏心支撑框架在地震作用下的响应以及提出改善耗能梁段的建议，不仅具有理论意义，而且具有很大的应用价值。 针对上述问题，本文完成了两榀1：2钢框架模型试验——中心支撑框架和偏心支撑框架。研究中心支撑框架和偏心支撑框架在低周往复荷载作用下的抗侧力性能，分析框架的刚度、强度、延性以及耗能能力等。在试验的基础上，讨论了中心支撑体系和偏心支撑体系各自的适用范围和受力特点，提出了中心支撑框架和偏心支撑框架的设计过程和方法。 本文还通过数值模拟对中心支撑框架和偏心支撑框架进行非线性分析，讨论各个受力阶段框架的应力分布情况，完善试验研究。耗能梁段能耗散90％的地震能量，是偏心支撑框架耗能的关键。因此，本文对耗能梁段进行进一步计算分析，概述耗能梁段对整体性能的影响，并利用有限元程序ANSYS对耗能梁段进行数值计算：针对耗能梁段的屈服类型建立5种不同长度的模型，计算讨论耗能梁段屈服类型的长度划分；针对耗能梁段腹板高厚比、翼缘宽厚比以及梁段截面形状等因素共建立了18种模型进行计算分析；针对加劲肋对耗能梁段的作用建立了4种模型，并结合已有的试验阐述了加劲肋对耗能梁段的影响。 最后，在总结全文工作的基础上，提出了本课题有待进一步的问题。
肖荣[8]2009年在《钢平面交错桁架抗火性能分析及软件开发》文中研究说明交错桁架体系是一种新型的钢结构承重体系,国内外对这种体系都进行了一定的理论分析,并且在国外已有了较多的工程应用,我国目前也正在积极推广该体系的应用。火灾是影响钢结构建筑整体安全性能的重要因素,如何考虑火灾下钢交错桁架体系的抗火性能及判别其极限抗火温度,对于推广该体系的应用至关重要,然而目前交错桁架抗火性能的研究尚处于起步阶段。本文依靠国家自然科学基金项目“钢结构交错桁架体系抗火性能研究”(项目号50706059)的支持,对平面钢交错桁架结构在火灾下的力学响应行为进行了研究,旨在为该体系的防火设计提供一定的依据。本文主要完成了以下工作:(1)对交错桁架体系在整层受火时的可能受火模式进行了分类。(2)针对交错桁架体系的结构特点,提出了一种基于ANSYS的简化热力耦合分析方法,并采用传统的ANSYS热力耦合分析方法对该简化方法进行了对比验证,结果表明该简化分析方法具有较好的精度,并能大大降低分析代价,适合批量分析。(3)采用上述简化分析方法,首次对平面钢交错桁架结构在火灾高温下的弹塑性响应全过程进行了数值模拟分析,得到了结构从受火到破坏时的力学响应规律,并分析了各参数对其极限抗火温度的影响。(4)对有侧向力作用时平面钢交错桁架结构火灾下的力学响应行为进行了分析,研究了侧向力对该结构抗火性能的影响,并讨论了不同侧向力作用下钢交错桁架体系的火灾响应行为。(5)采用APDL语言和VB语言开发出了具有友好中文界面的钢交错桁架体系抗火分析软件FRASST1.0,提高了工作效率。
戴绍斌[9]2004年在《钢框架—混凝土筒住宅结构性能与配套技术研究》文中认为钢结构住宅经过多年的发展在发达国家已经日趋成熟，但是在我国还处在起步阶段。随着国家推动钢结构住宅发展相关政策的出台，对各种钢结构住宅体系的研究和应用已经逐步展开。本文针对钢框架—混凝土筒住宅体系的结构性能和配套技术进行了研究，内容主要集中在以下几个方面： 1．对多层钢框架—混凝土筒结构体系在梁柱铰接、梁柱刚接、梁筒铰接、梁筒刚接几种不同节点连接形式组合下的整体性能(包括静力荷载作用下的内力，动力特性以及动力响应几个方面)进行了有限元分析，得出了相关的结论。 2．对多层钢框架—混凝土筒结构体系中的节点如柱—柱节点、梁—梁节点、梁柱节点、柱脚以及钢框架梁与混凝土筒连接节点的特点和性能进行了分析，并对这些节点的设计方法进行了讨论。 3．通过对外伸端板连接、T型钢连接、顶底角钢连接以及狗骨式刚性连接等四种钢结构梁柱连接类型共九个连接试件的拟静力试验，分析了各试件在低周往复荷载作用下的极限荷载、极限弯矩、极限转角、破坏形式、延性等，并对试验中反映出的一些问题进行了讨论。 4．以外伸端板连接节点为例，分析了半刚性端板连接中螺栓受力的计算方法，并阐述了对应于不同破坏机理的设计要点。 5．以试验研究中的九个梁柱连接节点为原型进行了有限元分析，得出了各试件的P-△曲线和试件在进入塑性变形时的应力分布情况。根据计算结果分析了端板厚度对外伸端板连接性能的影响、T型钢翼缘厚度对T型钢连接性能的影响和角钢角肢厚度对顶底角钢连接性能的影响以及狗骨式连接节点在设计中应该注意的问题。 6．对钢框架-混凝土筒住宅体系中的配套技术进行了研究，并结合工程实例对这一体系的经济性能进行了分析和比较。 最后，在总结论文全部工作的基础上提出了一些尚待解决的问题。
余跃[10]2006年在《交错桁架结构经济性能分析》文中进行了进一步梳理交错桁架结构由于其经济性和建筑布置的灵活性等优点得到了广泛的重视。本文采用大型设计软件PKPM对7度抗震区的130个交错桁架结构模型进行了设计分析。通过对130个算例模型用钢量的统计分析，得到了交错桁架结构各个构件用钢量占结构用钢量的比例关系；对可能影响交错桁架结构经济性能的各种因素进行了定量分析；分析了交错桁架结构的造价组成，并通过与钢筋混凝土结构相比，考察了交错桁架结构的经济效益和社会效益。主要完成以下工作： (1)采用国内大型设计软件PKPM，直接应用国内现行设计规范对交错桁架结构进行了设计分析，详细叙述了交错桁架结构的设计过程和有关的计算原则，对交错桁架结构设计所需的核心控制参数也给予充分的说明。 (2)对7度抗震区的80个6层交错桁架结构模型和50个12层交错桁架结构模型进行了设计分析。通过对结构用钢量的统计，分析了结构各组成构件用钢量占结构总用钢量的比重。分析表明，桁架用钢量是决定结构总成本最主要的因素，柱子和桁架的总用钢量在多层和高层交错桁架结构中的比例基本一致。论文着重分析了柱距、跨高比、体系类型、建筑物长宽比、桁架节间数目、桁架斜腹杆倾角、桁架节间长度和桁架长度、桁架高度、和楼板做法等因素对交错桁架结构经济性能的影响。 (3)结合两个工程方案，按陕西省概预算定额(1999)作了工程概算，从计算的每平方米造价看，交错桁架结构经济性能较为优越。从工期、建筑有效使用面积、墙体材料、装修对交错桁架结构造价的影响，以及从建筑节能、环保方面，考察了交错桁架结构的经济效益和社会效益。结果表明，交错桁架结构体系是一种在经济效益和社会效益都有良好表现的结构形式，值得大力开发和推广。
参考文献：
[1]. 错列桁架钢结构多层住宅体系整体分析和初步设计[D]. 吴昶. 清华大学. 2004
[2]. 错列桁架钢木混合结构多层住宅结构性能研究[D]. 范亚坤. 南京林业大学. 2009
[3]. 错列桁架体系高层钢木混合结构整体稳定性研究[D]. 瞿芹. 南京林业大学. 2012
[4]. 多层住宅全钢结构体系的优化设计[D]. 赵霄. 太原理工大学. 2004
[5]. 高层灵活空间住宅结构体系的研究[D]. 白雪娟. 河北工程大学. 2009
[6]. 钢结构住宅抗侧力体系试验研究与非线性分析[D]. 管克俭. 武汉理工大学. 2003
[7]. 钢支撑框架抗侧力性能试验研究及有限元分析[D]. 吴华英. 武汉理工大学. 2003
[8]. 钢平面交错桁架抗火性能分析及软件开发[D]. 肖荣. 中南大学. 2009
[9]. 钢框架—混凝土筒住宅结构性能与配套技术研究[D]. 戴绍斌. 武汉理工大学. 2004
[10]. 交错桁架结构经济性能分析[D]. 余跃. 长安大学. 2006
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