新型轻钢结构体系的设计研究

论文摘要

二十世纪九十年代末期,钢结构体系开始在我国得到越来越广泛的重视与开发研究。而造价是制约钢结构体系发展和推广的重要因素。要降低成本,势必从减少结构用钢量着手,除采取合理的设计方法之外,还需要研究开发经济合理的结构体系以及轻质高强的楼板和墙板。本论文以新型轻钢结构体系作为研究对象,运用对比的研究方法对该体系进行了技术、经济性能方面的研究。1、回顾了国内外多高层钢结构体系的发展历史,分析总结了国内的研究建设成果,归纳了国内外常见多高层钢结构体系的优缺点,进而提出一种新型轻钢结构体系。该体系是在钢框架-支撑结构体系的基础上,采用轻钢楼板、墙板,并将结构的支撑设置于轻钢墙板内而组成的钢结构体系。它一方面具有框架-支撑结构体系的优点,又提高了钢结构体系的工业化生产程度。新型轻钢结构体系由于重量轻,能够有效地减小结构构件的截面积,从而增加建筑面积利用率;且减轻建筑物自重,减小了基础负担,既降低了工程造价,又提高了体系的抗震性能。2、在对比分析现有的钢结构建筑中楼板及墙板体系的基础上,归纳出了轻钢楼板墙板体系的优点,并通过算例作出说明。进而设计出轻钢楼板墙板与承重结构体系的连接节点,并给出每种节点的构造图。3、运用PKPM系列设计分析软件,针对8度地震设防烈度Ⅱ类场地土地区,进行了新型轻钢结构体系的设计,并选取在该场地环境下具有代表性的三条实测地震记录对该体系进行了多遇、罕遇地震作用下的时程分析。4、通过将以上计算结果与相同设计条件下普通钢框架—支撑结构体系的计算结果对比,总结出了新型轻钢结构体系诸如建筑物自重、受力性能、用钢量等方面的优点,最终得出新型轻钢结构体系综合效益明显具有广阔的应用前景的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 多高层钢结构体系在国内外的发展和现状
• 1.1.1 多高层钢结构体系在国外的发展和现状
• 1.1.2 多高层钢结构体系在我国的发展和现状
• 1.2 选题的背景和意义
• 1.2.1 选题的背景
• 1.2.2 选题的意义
• 1.3 多高层钢结构体系的优点
• 1.4 本文所做的主要工作
• 第二章 多高层钢结构体系简介
• 2.1 框架体系
• 2.1.1 体系简介
• 2.1.2 体系优缺点
• 2.2 框架-支撑体系
• 2.2.1 体系简介
• 2.2.2 体系优缺点
• 2.3 框架一墙板体系
• 2.3.1 体系简介
• 2.3.2 体系优缺点
• 2.4 框筒体系
• 2.4.1 体系简介
• 2.4.2 体系优缺点
• 2.5 交叉错列桁架体系
• 2.5.1 体系简介
• 2.5.2 体系优缺点
• 2.6 混凝土芯筒－钢框架体系
• 2.6.1 体系简介
• 2.6.2 体系优缺点
• 2.7 新型轻钢结构体系
• 2.7.1 体系简介
• 2.7.2 体系优缺点
• 第三章 新型轻钢结构体系楼板的设计和墙板的选择
• 3.1 楼板的设计
• 3.1.1 多高层钢结构体系楼板的类型与特点
• 3.1.2 楼板设计
• 3.2 墙板的选择
• 3.3 本章小节
• 第四章 新型轻钢结构体系的设计
• 4.1 设计基本条件和结构平、立面布置
• 4.1.1 设计基本条件
• 4.1.2 结构平面布置
• 4.2 结构设计与计算
• 第五章 新型轻钢结构体系在地震作用下的时程分析
• 5.1 时程分析法的基本概念
• 5.2 弹塑性时程分析基本原理
• 5.2.1 基本假定
• 5.2.2 结构的动力分析模型
• 5.2.3 动力方程的求解
• 5.3 输入实际地震记录的选择和调整
• 5.3.1 实际地震记录的选择
• 5.3.2 实际地震记录的调整
• 5.4 新型轻钢结构体系在多遇、罕遇地震作用下的时程分析
• 5.4.1 多遇地震荷载下的时程分析结果
• 5.4.2 罕遇地震荷载下作用的时程分析结果
• 5.5 本章小结
• 第六章 新型轻钢结构体系与普通钢框架—支撑体系的经济技术对比分析
• 6.1 两种体系的经济技术对比分析
• 6.1.1 两种结构体系自重对比分析
• 6.1.2 两种结构体系用钢量对比分析
• 6.2 本章小结
• 第七章 结语
• 7.1 结论
• 7.2 需要进一步研究的工作
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 附录