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包头市某高层钢框架住宅的优化设计

包头市某高层钢框架住宅的优化设计

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作者：寇栩霆内蒙古科技大学

学位级别：硕士

我国改革开放以来钢材产量逐年增加，但由于在钢结构设计阶段对优化设计的重视不足，造成了钢结构住宅用钢量过大，造价偏高，导致钢结构住宅推广受到限制。目前我国学者对钢结构优化做了大量的研究，但实际应用很少。基于钢结构住宅优... 详细信息

我国改革开放以来钢材产量逐年增加，但由于在钢结构设计阶段对优化设计的重视不足，造成了钢结构住宅用钢量过大，造价偏高，导致钢结构住宅推广受到限制。目前我国学者对钢结构优化做了大量的研究，但实际应用很少。基于钢结构住宅优化的势在必行，本文以包头市某钢框架—支撑结构的住宅小区为研究对象，进行了优化设计。根据整个住宅小区的含钢量统计，选择用钢量过大的14#楼作为优化对象。使用设计软件PKPM和YJK对原方案进行建模分析，通过分析各层构件的应力列举出可以优化的构件范围。拟定增加标准层4（27～33层），使用分部优化法，以27～33层的梁应力作为限制条件来进行梁截面优化设计，并且列出可行的三套方案。对可行方案使用PKPM和YJK软件进行建模静力计算，对比地震作用下和风荷载作用下的最大层间位移角和第4标准层（27～33层）的各个钢构件应力比，从而确定该方案是否可行。通过初步优化确定方案二为最合理方案，并进行抗震验算。使用设计软件YJK和有限元软件ABAQUS进行抗震设计，第一阶段：加载三条地震波进行小震时的弹性时程分析;第二阶段：加载七条地震波进行大震时的弹塑性时程分析。通过以上对梁截面的优化和对优化方案的抗震验算，对比优化前后的经济效益和抗震效应，得出以下结论：用钢量减小7.40%，总用钢量减小到107.01kg/m2,优化方案增加经济效益;建筑物扭转效应明显减弱，层间位移减小，优化方案提高了抗震性能。

关键词：钢框架住宅优化设计分部优化法 ABAQUS 弹塑性分析

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考虑实际活荷载分布的钢框架住宅高等分析

考虑实际活荷载分布的钢框架住宅高等分析

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作者：袁征郑州大学

学位级别：硕士

我国现阶段建筑结构设计规范所使用的荷载指标还是上世纪80年代初统计得出的，现在住宅所承受的荷载与80年代初已经有了很大不同。如，随着人们生活水平的提高，居住条件有了很大改善，家庭的装修、家具的更新非常普遍。因此有必要对当... 详细信息

我国现阶段建筑结构设计规范所使用的荷载指标还是上世纪80年代初统计得出的，现在住宅所承受的荷载与80年代初已经有了很大不同。如，随着人们生活水平的提高，居住条件有了很大改善，家庭的装修、家具的更新非常普遍。因此有必要对当前的住宅建筑的楼面荷载状况进行调查和分析，以为我国有关规范的编制提供基础。对于作用于楼面的活荷载，在结构设计计算中，首先是将楼面荷载当作均布荷载计算楼板，当为框架结构时，楼面荷载传递到框架，以此荷载计算框架的受力。这里将楼面荷载当作均布荷载，再将均布荷载传递到框架结构，实际是假定了楼面荷载为均匀分布。我们知道作用在楼面的持久性活荷载，会随着时间和位置发生改变，具有时间的变异性和空间的变异性，因此作用于楼面的荷载属荷载随机场，传递到框架结构的荷载也应当按楼面荷载的随机场来确定。本文以郑州市较为典型的住宅建筑为对象，其建筑面积分别为80平米、120平米、160平米的楼层为代表，参照大量同类房间中家具的布置形式，最终确定能够代表大多数同类住宅房屋平面布置与室内布置形式。根据国家“十五”科技攻关项目“住宅建筑体系与工程质量保障关键技术”子项目“中原地区住宅建筑结构可靠性技术的荷载和抗力调查与统计”项目组对楼面家具重量调查的数据，应用工程分析软件，建立钢筋混凝土楼板和型钢梁平面计算模型，根据楼层平面布置和室内布置，以及各个家具重量的统计参数，计算持久性楼面荷载对于框架梁的作用。在此基础上，分别以楼板变形和楼层梁最大弯矩相等的原则，将随机分布的持久性楼面活荷载转化为均布荷载。对于楼面临时性活荷载，由于其离散性大，且并不经常出现，本文参考了课题组统计调查后最终归纳的数据。根据最终的楼面活荷载(持久性活荷载和临时性活荷载的组合)的均值及方差，参照《建筑结构设计统一标准》的方法，计算出了楼面活荷载的标准值。本文在计算出楼面活荷载标准值的基础上，用工程分析软件ANSYS对钢框架住宅实现了高等分析。高等分析理论是近年来处于热门研究中的一种新的结构计算方法。高等分析是指通过精确的一次非线性分析，完善的考虑结构的二阶效应及其其他因素的影响，完成目前两阶段设计所做的工作。高等分析比目前的两阶段设计方法更精确，更简捷。由于影响钢框架稳定性和极限承载力的因素主要有：几何非线性、材料非线性、几何缺陷、残余应力、板件的局部屈曲、弯曲扭曲、半刚性连接等。在高等分析过程中把所有这些因素考虑进去是非常复杂的，本文主要考虑了影响比较大的几何非线性、材料非线性和初始缺陷。初始缺陷包括初弯曲和初偏心，根据课题组对构件尺寸调查统计数据确定初始缺

关键词：持久性活荷载等效均布荷载钢框架住宅高等分析极限承载力

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ALC墙板对钢框架体系地震反应的影响

ALC墙板对钢框架体系地震反应的影响

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第十三届全国现代结构工程学术研讨会

作者：完海鹰李海燕合肥工业大学土木与水利工程学院

本文结合工程实例,采用SAP2000软件建立三维结构模型,通过用空框架与填充墙钢框架的地震反应对比,分析了结构在多遇地震作用下填充墙对钢框架结构地震反应的影响。以及通过考虑周期折减的空框架和不考虑周期折减的空框架对比,分析规范... 详细信息

本文结合工程实例,采用SAP2000软件建立三维结构模型,通过用空框架与填充墙钢框架的地震反应对比,分析了结构在多遇地震作用下填充墙对钢框架结构地震反应的影响。以及通过考虑周期折减的空框架和不考虑周期折减的空框架对比,分析规范中的折减系数方法是否偏于保守。

关键词：钢框架住宅填充墙 ALC墙板地震反应 SAP2000

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填充墙对钢框架地震反应的影响

填充墙对钢框架地震反应的影响

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第十二届全国现代结构工程学术研讨会暨第二届全国索结构技术交流会

作者：完海鹰姚欢合肥工业大学土木与水利工程学院

本文通过二种形式的对比分析考虑弹性阶段填充墙对高层钢框架住宅结构体系的地震反应影响:1、空框架与填充墙钢框架之间的地震反应分析对比;2、改变填充墙与钢框架之间的连接刚度进行地震反应分析对比。根据对比分析结果研究ALC墙板的... 详细信息

本文通过二种形式的对比分析考虑弹性阶段填充墙对高层钢框架住宅结构体系的地震反应影响:1、空框架与填充墙钢框架之间的地震反应分析对比;2、改变填充墙与钢框架之间的连接刚度进行地震反应分析对比。根据对比分析结果研究ALC墙板的存在对钢框架结构周期反应、位移反应、框架内力反应的影响,探讨填充墙在多遇地震作用下的有利作用。希望能为进一步完善钢结构抗震设计提供理论基础。

关键词：钢框架住宅 ALC墙板地震反应弹性分析 SAP2000

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