住宅产业化经济与技术关键问题研究

论文摘要

住宅产业化是发展循环经济、建设节能省地型住宅的重要手段,也是建立符合我国国情的住宅建设和消费模式的重要组成部分。大力推进住宅产业化,对处于资源紧约束发展状态下的我国来说更具有现实意义和紧迫性。但我国的住宅产业化研究还处于起步阶段,相关的试验和研究成果还是很少。基于此,本文结合青群产业化实验楼的建造,采用理论分析和有限元分析相结合的方法对制约该结构形式大范围应用和推广的两个主要问题,即节能和结构体系的抗震安全性问题进行了分析探讨,主要内容如下:(1)通过对几个在建住宅产业化实验楼建造全过程进行资源消耗统计,对比传统施工过程的同类资源消耗,分析资源消耗降低的原因并提出住宅产业化过程中建造阶段资源消耗控制需要重点关注并不断改进的环节。(2)利用有限元分析软件ANSYS对结构整体建模,对其进行多遇地震下的反应谱分析计算,找出结构的薄弱部位,其内力和变形均满足抗震规范抗震设计第一阶段的要求。(3)选取薄弱部位框架节点,考虑叠合面新旧混凝土的粘结影响,建立节点计算模型,并建立一现浇对比模型进行了低周反复试验的全过程仿真分析,并在此基础上对于开裂荷载、屈服荷载、屈服位移、滞回曲线形状等进行对比,对其中的差异以及造成差异的原因进行了初步分析并提出一些改进建议。(4)结合前面的工作,考虑装配式结构体系对梁柱刚度的影响优化整体分析模型的材料属性,进行罕遇地震下的时程分析,验算结构满足抗震设计第二阶段的要求。(5)改变计算模型梁柱交接面叠合高度,进行单调荷载作用下的承载力计算,初步分析并提出合理预制梁预制高度范围。通过以上工作可得,此类实验楼采用产业化施工方式后可大幅减少主要资源的消耗,符合国家建筑节能减排要求;装配式节点的承载能力和变形能力与相同条件下现浇混凝土梁柱节点相当,耗能能力好,破坏形式合理。经过7度多遇及罕遇地震验算,结构体系满足抗震设防要求。此类建筑理论上可作为样品在抗震设防为7度以下地区大范围“复制”推广。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 课题来源与背景
• 1.1.2 研究的目的和意义
• 1.2 国内外的研究现状及分析
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 资源消耗对比分析
• 2.1 概述
• 2.2 数据来源及分析
• 2.2.1 传统施工方式下资源消耗统计
• 2.2.2 产业化施工方式下资源消耗统计
• 2.3 主要资源消耗对比分析
• 2.3.1 资源消耗对比
• 2.3.2 结果分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 结构整体抗震分析
• 3.1 有限元模型的建立
• 3.1.1 基本参数和假设
• 3.1.2 单元介绍及模型建立
• 3.1.3 结构的反应谱分析
• 3.2 地震反应谱结果分析
• 3.2.1 抗震变形分析
• 3.2.2 内力分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 梁柱节点抗震有限元模拟分析
• 4.1 概述
• 4.2 基本参数及假设
• 4.2.1 节点尺寸及配筋参数
• 4.2.2 模型简化及材料本构关系选取
• 4.3 有限元模型的建立及加载过程
• 4.3.1 模型的建立方法
• 4.3.2 选用单元介绍及参数选取
• 4.3.3 边界条件模拟及施加荷载
• 4.4 结果分析
• 4.4.1 节点抗震性能分析
• 4.4.2 承载力随预制部分高度的变化
• 4.5 罕遇地震验算
• 4.5.1 钢筋混凝土材料非线性模拟
• 4.5.2 地震波的选取
• 4.5.3 计算结果与分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢