正交正放鋼-混凝土組合空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用.pdf

1、土地資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的核心和基礎(chǔ)，合理地開(kāi)發(fā)和利用土地資源是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大事。我國(guó)是一個(gè)人多地少的國(guó)家，土地資源的匱乏與工業(yè)化、城鎮(zhèn)化對(duì)土地資源的需求之間的矛盾日益顯著。發(fā)展多層大跨度公共與工業(yè)建筑，提高土地資源利用效率，研發(fā)新型結(jié)構(gòu)體系是關(guān)鍵舉措。
　　本文提出了一種適用于多層大跨度公共與工業(yè)建筑的新型結(jié)構(gòu)體系，即多層大跨度正交正放鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)，此種新型結(jié)構(gòu)體系受力性能良好，應(yīng)用空間廣闊，尤其在公共與工業(yè)建筑中，在節(jié)

2、約材料、提供較大利用空間的同時(shí)還可解決當(dāng)前用地緊張的問(wèn)題，并且已經(jīng)應(yīng)用于十多項(xiàng)實(shí)際工程中。大量工程實(shí)踐表明此種新型結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)拼裝單元均在工廠加工，運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)采用高強(qiáng)螺栓等強(qiáng)連接，提高了施工進(jìn)度和施工文明程度，降低了施工造價(jià)，工廠的高精度加工水平也為工程質(zhì)量提供了可靠地保證。
　　本文采用試驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法，對(duì)多層大跨度正交正放鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力分析、抗震分析、模態(tài)和舒適度分析以及連續(xù)倒塌分析，主要完成了以下研

3、究工作:
　　(1)詳細(xì)介紹了鋼-混凝土組合空腹夾層板的主要構(gòu)造特點(diǎn)，采用擬夾層板法對(duì)空腹夾層板的理論計(jì)算公式進(jìn)行推導(dǎo)，通過(guò)與有限元分析結(jié)果的對(duì)比表明本文的理論公式具有較高精度。同時(shí)本文提出一種計(jì)算空腹夾層板的簡(jiǎn)化方法，通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了該方法具有較好的精度以及更加廣泛的適用范圍。
　　(2)詳細(xì)介紹了鋼網(wǎng)格框架墻的主要構(gòu)造特點(diǎn)，基于框架作用機(jī)理，說(shuō)明了鋼網(wǎng)格框架墻抗側(cè)剛度明顯優(yōu)于常規(guī)框架結(jié)構(gòu)。采用反彎點(diǎn)法和能量變分法推導(dǎo)出鋼網(wǎng)

4、格框架墻側(cè)移計(jì)算公式，通過(guò)有限元對(duì)比分析驗(yàn)證了推導(dǎo)過(guò)程具有較高的精度。
　　(3)通過(guò)對(duì)實(shí)際工程中一榀框架墻進(jìn)行1∶1仿真模型滯回試驗(yàn)得出鋼網(wǎng)格框架墻的破壞形態(tài)表現(xiàn)為墻架頂部T形梁出現(xiàn)面外屈曲而引起的局部破壞。墻架的滯回曲線、骨架曲線及延性系數(shù)等試驗(yàn)結(jié)果表明鋼網(wǎng)格框架墻承載能力較強(qiáng)，耗能及變形恢復(fù)較好，作為盒式結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)構(gòu)件具有良好的抗震能力。通過(guò)參數(shù)化有限元分析，表明墻頂兩道T型梁截面剛度的增大以及框架墻密柱截面剛度的增大對(duì)

5、提高墻架的極限承載力及延性具有很好的效果，其中框架墻密柱截面剛度影響更加明顯。層間兩道H型層間梁的截面剛度對(duì)墻架的承載能力和延性貢獻(xiàn)不大。
　　(4)對(duì)南京多功能辦公廳盒式結(jié)構(gòu)和常規(guī)框架結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行抗震性能的對(duì)比分析。振型分解反應(yīng)譜法、彈性時(shí)程分析法以及彈塑性時(shí)程分析法的分析結(jié)果均表明盒式結(jié)構(gòu)在用鋼量減小15.07％的前提下較常規(guī)框架結(jié)構(gòu)具有更好的抗震性能。
　　(5)通過(guò)貴州省博物館新館5D影廳現(xiàn)場(chǎng)模態(tài)測(cè)試試驗(yàn)，表

6、明正交正放鋼-混凝土組合空腹夾層板樓蓋基頻較低，自振頻率比較密集，屬于模態(tài)密集型結(jié)構(gòu)。通過(guò)參數(shù)化分析，表明跨高比以及空腹率對(duì)樓蓋基頻有明顯的影響，并對(duì)樓蓋進(jìn)行基頻回歸分析推導(dǎo)出樓蓋基頻與跨高比和空腹率的關(guān)系式，為鋼-混凝土組合空腹樓蓋在實(shí)際工程中的運(yùn)用提供極大便利。
　　(6)對(duì)貴州省博物館新館5D影廳進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)舒適度測(cè)試試驗(yàn)，通過(guò)匯總大量的單人與多人行走激勵(lì)工況測(cè)試結(jié)果得到最不利工況，并為實(shí)際工程應(yīng)用提出一系列的防患和加強(qiáng)措施。

7、有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)吻合較好，各工況下樓蓋的加速度峰值均滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO標(biāo)準(zhǔn)及我國(guó)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求，表明樓蓋的整體剛度較大，同時(shí)也說(shuō)明本文所提出的分析樓蓋舒適度的方法具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　(7)對(duì)南京多功能辦公廳盒式結(jié)構(gòu)和常規(guī)框架結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)體系分別采用拆除構(gòu)件法進(jìn)行了連續(xù)倒塌分析。從底層剩余框架柱的軸力變化以及失效點(diǎn)最大豎向位移兩個(gè)方面說(shuō)明盒式結(jié)構(gòu)較框架結(jié)構(gòu)在用鋼量減小15.07％的