單層超大層高大跨重載工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)體系及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)發(fā)展對單層工業(yè)廠房的要求越來越高，現(xiàn)在的工業(yè)建筑朝著超大層高、大跨度、大柱距、大噸位吊車的方向發(fā)展，為適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)廠房的發(fā)展水平，應(yīng)當(dāng)對這類單層超大層高大跨重載工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)體系及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究和探索。本文以蘇州市建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司和東南大學(xué)的合作科研項目為基礎(chǔ)，對“鋼管混凝土格構(gòu)柱—空間管桁架屋蓋”這類結(jié)構(gòu)體系展開研究，并對結(jié)構(gòu)豎向受力構(gòu)件鋼管混凝土格構(gòu)柱進(jìn)行試驗研究。
　　 首先，本文在查閱大量國內(nèi)外

2、相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，簡單回顧了鋼結(jié)構(gòu)單層廠房的發(fā)展動態(tài)和設(shè)計現(xiàn)狀，并對鋼管混凝土格構(gòu)柱的工程運用和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。然后，本文對背景工程國家電器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心2＃屏蔽測試車間廠房作了簡要介紹，結(jié)合其自身特點提出了幾點值得研究的問題，確定了本文的研究內(nèi)容。本文主要完成了以下幾項工作:
　　 1、通過靜力性能分析，初步掌握了高大重載廠房體系的受力性能和特點，得到了結(jié)構(gòu)體系在靜力組合工況下的支座反力，內(nèi)力和位移分布。此類結(jié)構(gòu)體系

3、由于豎向高度高，跨度大，自重大，因此重力二階效應(yīng)較明顯。通過對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行一階彈性分析和二階彈性分析計算比較發(fā)現(xiàn)，二階分析得到的柱肢的彎矩、軸力和綴條的軸力均與一階分析有較大差別，因此得出結(jié)論在設(shè)計中采用三維模型，對各桿件精確建模，考慮二階效應(yīng)影響是十分必要的。
　　 2、從靜力性能分析可以發(fā)現(xiàn)，側(cè)向荷載是引起結(jié)構(gòu)響應(yīng)的重要荷載之一，因此本文對結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載、地震作用下的動力響應(yīng)做了相關(guān)研究。通過對整體結(jié)構(gòu)頻域內(nèi)的風(fēng)振響應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)

4、，結(jié)構(gòu)柱底和屋蓋1/4跨的動力響應(yīng)最明顯。風(fēng)振系數(shù)的計算結(jié)果表明如采用現(xiàn)行荷載規(guī)范對懸臂類結(jié)構(gòu)的系數(shù)公式結(jié)果偏于保守，在結(jié)構(gòu)高度大于50m后，取值誤差已達(dá)到20％。通過對整體結(jié)構(gòu)動力特性及多遇、罕遇地震下的分析，重點關(guān)注柱腳、柱間支撐等關(guān)鍵位置，掌握了結(jié)構(gòu)的自振頻率、自振模態(tài)，及在地震作用下的反力、位移分布等規(guī)律性結(jié)果。地震計算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)縱橫向剛度良好，但扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不可忽視。相比水平向地震，結(jié)構(gòu)在豎向地震作用下變形很小，因此在設(shè)計時可

5、不予考慮。柱間支撐在抵抗結(jié)構(gòu)地震作用過程中發(fā)揮著良好的作用，而吊車荷載對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響相對很小。
　　 3、為研究結(jié)構(gòu)豎向受力體系的力學(xué)性能，對四肢鋼管混凝土格構(gòu)柱進(jìn)行了縮尺試驗研究，得到了四肢鋼管混凝土格構(gòu)柱和四肢鋼管格構(gòu)柱的偏壓極限承載力和構(gòu)件的受力全過程曲線，驗證了背景工程柱間支撐作用下鋼管混凝土格構(gòu)柱的優(yōu)良性能，對鋼管混凝土長柱的最終失效模式做出了分析和解釋。
　　 4、在四肢鋼管混凝土格構(gòu)柱的試驗結(jié)果基礎(chǔ)上