超高层装配整体式空间钢网格盒式成束筒结构研究与应用

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本文介绍了一种新型的钢结构住宅体系——工业石膏为墙体的装配整体式空间钢网格盒式成束筒结构。这种结构体系主要由横向钢—混凝土协同式组合空腹夹层楼盖及竖向单层钢网格墙架组成,具有空间三维受力特性;空腹楼盖具有跨度大、自重轻等优点,每户住宅的居室亦在“盒内”自由划分,不再受“有墙必有梁”限制;钢网格墙架采用现浇工业石膏包裹,不需再做防火、防锈处理,而且还有很好的保温效果,有很大的推广和发展前景。  本文开篇提出了目前国内外钢结构住宅发展的概况及面临的问题,介绍了国内外结构连续倒塌情况,引出了新型盒式结构,并介绍了其构成及优势;并对选题意义及本文主要研究内容做了概括。  介绍了钢网格空腹夹层板楼盖的基本构造,运用连续化分析方法得到了基本力学方程,提出了用于实际工程的实用分析方法;介绍了钢网格墙架的基本构造,运用结构力学知识得到了单层钢网格承重墙架在剪切变形和弯曲变形下引起的侧向位移,得到了其抗侧移刚度,并对墙架进行拟静力实验研究,得到了墙架顶端荷载-位移滞回曲线,曲线饱满,说明钢网格墙架具有很好的抗震性能。  通过一拟建工程为例,对比分析了此新型结构结构的各项性能指标。结果表明盒式结构各项指标均优于常规结构,具有良好的力学性能及经济价值。  最后运用SAP2000软件对两种结构体系进行了抗连续倒塌的静、动力性能对比分析;分析了柱失效时间和失效柱所在的层数对其连续倒塌动力效应的影响;得到了结构的倒塌机理;并提出了防止连续倒塌的措施。
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