多高层钢结构住宅结构体系分析研究

论文摘要

伴随着社会的进步,钢结构以其优良的材料特征在建筑业正日益受到广泛的关注。当前国内大量住宅建设所造成的资源浪费、环境恶化等后果,建设部已多次倡导发展钢结构住宅,从而推动住宅产业的升级。多层和高层钢结构住宅具有施工速度快、工业化程度高、综合技术经济指标好、抗震性能优越等特点,将钢结构用于住宅建筑,具有得天独厚的技术优势,也符合我国当前的产业政策。尽管目前在我国试建了一批多层及高层钢结构住宅,但结构体系还有待于进一步研究和实践。本文首先介绍了目前钢结构住宅采用的几种典型的结构体系,总结了各结构体系的受力特点及应用；然后选择典型的多层（6层）和高层（12层、18层）住宅工程实例,采用H型钢梁、方钢管柱、H型钢柱和钢管混凝土柱分别对纯钢框架、框架-支撑、框架-混凝土简体三种常用的结构体系,利用目前常用的计算和设计软件PKPM中的STS和STAWE模块,在考虑各种荷载组合的情况下,分析比较了在7度和8度不同抗震烈度地区下各结构体系的位移、用钢量及其它指标,分别得出各地区下最合适的结构体系。本文研究的重点是针对我国目前钢结构住宅建设的现状,通过一系列的计算和比较分析,建构出一套适用的多高层钢结构住宅体系设计方法。通过对目前多层和高层钢结构住宅采用何种结构体系进行了有益的研究和探索,研究成果对于推动钢结构住宅的发展和完善具有一定的指导意义和参考价值,从而为我国多高层钢结构住宅的发展做出微薄的贡献。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.1.1 选题的背景
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 钢结构体系具有的优势
• 1.2.1 设计制造周期短,设计生产一体化
• 1.2.2 能够合理布置功能区间
• 1.2.3 承载强度高,抗震性能优越
• 1.2.4 施工方面优势突出
• 1.2.5 综合造价低
• 1.2.6 符合住宅产业化和可持续发展的要求
• 1.3 国内外的发展概况
• 1.3.1 国外的发展概况
• 1.3.2 国内的发展概况
• 1.4 钢结构住宅的发展前景
• 1.5 我国发展钢结构住宅的有利条件
• 1.6 本文研究的主要内容及意义
• 第二章 多高层钢结构住宅不同结构体系及特点
• 2.1 概述
• 2.2 钢框架结构体系
• 2.2.1 钢框架结构体系的组成
• 2.2.2 计算方法
• 2.2.3 工程实例
• 2.3 框架-支撑体系
• 2.3.1 框架-支撑体系的组成
• 2.3.2 计算方法
• 2.3.3 工程实例
• 2.4 框架-墙板结构体系
• 2.4.1 框架-墙板结构体系的组成
• 2.4.2 框架-墙板结构体系的受力特点
• 2.4.3 框架-墙板结构体系的计算方法
• 2.4.4 框架-墙板结构体系的优缺点
• 2.4.5 工程实例
• 2.5 框架-混凝土核心筒结构体系
• 2.5.1 框架-混凝土核心筒结构体系的组成
• 2.5.2 框架-混凝土核心筒结构体系的特点
• 2.5.3 工程实例
• 2.6 错列桁架结构体系
• 2.6.1 错列桁架结构体系的组成
• 2.6.2 错列桁架结构体系的特点
• 2.6.3 工程实例
• 2.7 筒体结构体系
• 2.7.1 筒体结构体系的组成
• 2.7.2 筒体结构体系的特点
• 2.7.3 工程实例
• 2.8 影响结构体系优选的主要因素
• 2.8.1 结构性能的影响
• 2.8.2 建筑材料消耗
• 2.8.3 技术成本消耗
• 2.8.4 住宅体系的隐性效益
• 第三章 多层常用结构体系在不同地区的设计及分析
• 3.1 钢结构住宅设计分析方法概述
• 3.1.1 荷载效应的计算
• 3.1.2 柱子计算长度的确定
• 3.1.3 高等分析法
• 3.1.4 本文采用的分析设计方法
• 3.2 建立计算模型
• 3.2.1 建筑体系的建立
• 3.2.2 所选用的几种常用结构方案及计算方法
• 3.3 8度区（0.20）Ⅱ类场地
• 3.3.1 纯框架结构体系
• 3.3.2 钢框架-支撑结构体系
• 3.3.3 钢框架-钢筋混凝土筒体体系
• 3.4 7度区（0.10）Ⅱ类场地
• 3.4.1 纯框架结构体系
• 3.4.2 钢框架-支撑结构体系
• 3.4.3 钢框架-钢筋混凝土筒体体系
• 3.5 小结
• 第四章 高层常用结构体系在不同地区的设计及分析
• 4.1 结构布置
• 4.1.1 纯钢框架结构体系
• 4.1.2 钢框架-支撑体系
• 4.1.3 钢框架-混凝土筒体体系
• 4.2 7度区（0.10）Ⅱ类场地
• 4.2.1 12层模型设计分析
• 4.2.2 18层模型设计分析
• 4.3 8度区（0.20）Ⅱ类场地
• 4.3.1 12层模型设计分析
• 4.3.2 18层模型设计分析
• 4.4 小结
• 4.5 分析总结
• 4.5.1 用钢量
• 4.5.2 结构性能
• 4.5.3 柱子构件的选用
• 4.5.4 考虑楼板与钢梁形成组合梁后对结构抗侧性能的影响
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文主要内容和结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 （攻读硕士学位期间发表论文目录）