交错桁架结构体系楼板与桁架空间共同作用性能研究

论文摘要

钢结构交错桁架作为一种新型的结构体系,具有经济、实用、高效等优点。国内外在其理论上已经做了不少的研究,同时这种结构体系在国外已有了一些工程实践。但是对于交错桁架体系考虑楼板变形和剪力连接件滑移的空间协同工作性能的研究还很少,因此,本文在这方面作了进一步研究,主要完成了以下一些工作: (1)对交错桁架的设计方法进行了研究,提出了交错桁架体系弹性设计的一些方法和建议,包括材料的选用、构件截面形式及常用规格,楼盖、柱子、桁架以及剪力连接件的设计方法,并对桁架的制作和安装的注意事项作了一些讨论。(2)在水平荷载作用下,建立交错桁架结构体系的整体空间模型,针对不同层高,不同榀数,不同柱距,不同桁架跨度,不同楼板形式,不同层数选取了12种不同情况,分析了刚性楼板不考虑滑移、弹性楼板不考虑滑移、刚性楼板考虑滑移、弹性楼板考虑滑移几种情况对结构楼层侧移和层间侧移的影响,从而得出参数变化时,楼板变形和剪力连接件滑移对结构影响的大小及规律。(3)对于竖向荷载作用下,建立了楼板与钢桁架共同作用下的非线性有限元ANSYS计算模型,讨论了混凝土楼板、钢桁架上、下弦杆、腹杆、剪力连接件四种构件的模拟单元,着重分析了楼板与钢桁架之间的两种连接情况:弹簧连接、刚性连接,对比了此两种情况下交错桁架的挠度及腹杆轴力,并研究了弹簧连接时滑移量的大小及混凝土板的裂缝分布。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 交错桁架结构体系的组成和特点
• 1.3 交错桁架结构体系的研究与应用现状
• 1.3.1 国外交错桁架的研究现状
• 1.3.2 国内交错桁架的研究现状
• 1.4 本文的主要来源及研究的主要内容
• 第2章 交错桁架体系设计方法研究
• 2.1 概述
• 2.2 设计的基本规定
• 2.2.1 设计原则和荷载效应计算
• 2.2.2 材料和构件选用
• 2.3 楼盖体系
• 2.4 立柱
• 2.5 桁架
• 2.6 剪力连接件设计
• 2.7 制作及安装
• 2.8 小结
• 第3章 水平荷载作用下考虑楼板变形及剪力件滑移空间协同工作性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 有限元计算模型
• 3.3 结构布置及计算参数
• 3.4 本章小结
• 第4章 交错桁架在竖向荷载作用下的有限元分析
• 4.1 概述
• 4.2 ANSYS 单元的弹塑性理论
• 4.2.1 混凝土板模拟单元solid65
• 4.2.2 上、下弦杆模拟单元beam44
• 4.2.3 腹杆模拟单元link8
• 4.2.4 剪切连接件模拟单元combi1139
• 4.3 有限元模型的建立
• 4.3.1 基本假定
• 4.3.2 材料模型
• 4.3.3 有限元模型
• 4.4 加载及求解
• 4.5 有限元结果及其分析
• 4.6 小结
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）