高层灵活空间住宅结构体系的研究

论文摘要

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。论文第三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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 灵活空间的需求
• 1.2.1 灵活空间的特点和需求
• 1.2.2 灵活空间结构的体系选型
• 1.3 高层住宅体系的发展
• 1.3.1 高层住宅的需求
• 1.3.2 高层住宅结构的体系选型
• 1.4 高层灵活空间住宅结构体系的提出
• 1.4.1 高层灵活空间住宅结构体系设计的工作内容
• 1.4.2 高层灵活空间住宅结构体系设计中的问题
• 1.4.3 本课题的提出
• 1.5 本文研究内容
• 1.6 本章小结
• 第2章 高层灵活空间住宅结构体系的概念设计
• 2.1 结构总体概念设计
• 2.2 建筑方案
• 2.2.1 建筑设计的基本原则
• 2.2.2 平面设计
• 2.2.3 内隔墙
• 2.3 结构设计
• 2.4 高层灵活空间住宅模型算例的初步确定
• 2.4.1 型钢混凝土柱
• 2.4.2 框架梁
• 2.4.3 楼板
• 2.4.4 交错桁架
• 2.4.5 剪力墙
• 2.4.6 连梁
• 2.5 本章小节
• 第3章 高层灵活空间住宅结构体系力学模型的建立
• 3.1 有限元初步建模与导荷
• 3.1.1 有限元计算模型的初步建立
• 3.1.2 力学模型的初步建立与导荷
• 3.2 初步静力分析
• 3.3 规范验算并再次确定结构杆件
• 3.3.1 型钢混凝土柱截面的确定
• 3.3.2 框架梁的确定
• 3.3.3 交错桁架的确定
• 3.3.4 剪力墙截面的确定
• 3.3.5 连梁截面的确定
• 3.3.6 力学模型最终确定
• 3.4 本章小结
• 第4章 高层灵活空间住宅结构体系的性能分析
• 4.1 静力分析
• 4.2 内力组合
• 4.3 截面验算
• 4.3.1 型钢混凝土柱验算
• 4.3.2 框架梁验算
• 4.3.3 桁架验算
• 4.3.4 剪力墙验算
• 4.4 结构体系的地震反应分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 高层灵活空间住宅结构体系的经济分析
• 5.1 算例对比分析
• 5.2 经济评价
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文