單層超大層高大跨重載工業(yè)建筑結構體系及其關鍵技術研究.pdf

1、隨著工業(yè)發(fā)展對單層工業(yè)廠房的要求越來越高，現(xiàn)在的工業(yè)建筑朝著超大層高、大跨度、大柱距、大噸位吊車的方向發(fā)展，為適應當前工業(yè)廠房的發(fā)展水平，應當對這類單層超大層高大跨重載工業(yè)建筑結構體系及其關鍵技術進行深入的研究和探索。本文以蘇州市建筑設計研究院有限責任公司和東南大學的合作科研項目為基礎，對“鋼管混凝土格構柱—空間管桁架屋蓋”這類結構體系展開研究，并對結構豎向受力構件鋼管混凝土格構柱進行試驗研究。
　　 首先，本文在查閱大量國內外

2、相關文獻的基礎上，簡單回顧了鋼結構單層廠房的發(fā)展動態(tài)和設計現(xiàn)狀，并對鋼管混凝土格構柱的工程運用和研究現(xiàn)狀進行了綜述。然后，本文對背景工程國家電器產品質量監(jiān)督檢驗中心2＃屏蔽測試車間廠房作了簡要介紹，結合其自身特點提出了幾點值得研究的問題，確定了本文的研究內容。本文主要完成了以下幾項工作:
　　 1、通過靜力性能分析，初步掌握了高大重載廠房體系的受力性能和特點，得到了結構體系在靜力組合工況下的支座反力，內力和位移分布。此類結構體系

3、由于豎向高度高，跨度大，自重大，因此重力二階效應較明顯。通過對整體結構進行一階彈性分析和二階彈性分析計算比較發(fā)現(xiàn)，二階分析得到的柱肢的彎矩、軸力和綴條的軸力均與一階分析有較大差別，因此得出結論在設計中采用三維模型，對各桿件精確建模，考慮二階效應影響是十分必要的。
　　 2、從靜力性能分析可以發(fā)現(xiàn)，側向荷載是引起結構響應的重要荷載之一，因此本文對結構在風荷載、地震作用下的動力響應做了相關研究。通過對整體結構頻域內的風振響應分析發(fā)現(xiàn)

4、，結構柱底和屋蓋1/4跨的動力響應最明顯。風振系數(shù)的計算結果表明如采用現(xiàn)行荷載規(guī)范對懸臂類結構的系數(shù)公式結果偏于保守，在結構高度大于50m后，取值誤差已達到20％。通過對整體結構動力特性及多遇、罕遇地震下的分析，重點關注柱腳、柱間支撐等關鍵位置，掌握了結構的自振頻率、自振模態(tài)，及在地震作用下的反力、位移分布等規(guī)律性結果。地震計算結果表明，結構縱橫向剛度良好，但扭轉效應不可忽視。相比水平向地震，結構在豎向地震作用下變形很小，因此在設計時可

5、不予考慮。柱間支撐在抵抗結構地震作用過程中發(fā)揮著良好的作用，而吊車荷載對結構地震響應的影響相對很小。
　　 3、為研究結構豎向受力體系的力學性能，對四肢鋼管混凝土格構柱進行了縮尺試驗研究，得到了四肢鋼管混凝土格構柱和四肢鋼管格構柱的偏壓極限承載力和構件的受力全過程曲線，驗證了背景工程柱間支撐作用下鋼管混凝土格構柱的優(yōu)良性能，對鋼管混凝土長柱的最終失效模式做出了分析和解釋。
　　 4、在四肢鋼管混凝土格構柱的試驗結果基礎上