多層工業(yè)化鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化.pdf

1、多層鋼結(jié)構(gòu)住宅是滿足可持續(xù)發(fā)展道路的新型綠色住宅建筑體系，其憑借鋼結(jié)構(gòu)自身特性與施工特點，彌補了目前鋼筋混凝土住宅建筑自重大、材料質(zhì)量離散性大及環(huán)境污染等弊端，同時又具有發(fā)展工業(yè)化建筑的先天優(yōu)勢，是現(xiàn)今住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向。本文針對目前多層鋼結(jié)構(gòu)住宅工業(yè)化發(fā)展存在的一些問題，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論、有限元模擬分析以及對比論證等方法，為多層工業(yè)化鋼結(jié)構(gòu)住宅體系提出了一些優(yōu)化建議。本文的主要研究工作如下：
　　（1）通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論中的準則

2、法，對既有多層鋼結(jié)構(gòu)住宅進行優(yōu)化設(shè)計，在滿足設(shè)計要求的條件下減少了梁柱構(gòu)件的用鋼量，證明了該方法在優(yōu)化實際鋼結(jié)構(gòu)建筑中計算方便且效果明顯。
　?。?）用鋼管混凝土柱取代多層純鋼框架住宅中的鋼柱，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)體系受力性能的優(yōu)化。通過有限元分析方法，對比分析純鋼框架結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土柱-鋼梁框架結(jié)構(gòu)的周期性反復荷載響應和地震荷載響應，指出了這兩種框架體系抗震性能的差異，認為后者的抗震性能更好。
　?。?）在用鋼管混凝土柱取代多層純鋼

3、框架住宅鋼柱的優(yōu)化方案中，可采用減小鋼管外徑或減小鋼管壁厚兩種方法減少用鋼量。通過有限元分析，對比分別采用上述兩種方法時結(jié)構(gòu)剛度與用鋼量關(guān)系，認為減小壁厚能在損失較少剛度的情況下節(jié)省更多鋼材。
　?。?）根據(jù)裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件和節(jié)點剛性的要求，選擇帶懸臂梁段拼接的鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點進行有限元建模分析，并與全焊剛接節(jié)點進行對比。結(jié)果顯示，帶懸臂梁段拼接的鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點具有與全焊節(jié)點相同的力學性能，屬于剛性節(jié)點，而其連接方式表明其符合工業(yè)化建