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现浇石膏外墙多高层钢网格盒式节能住宅结构体系研究

孙涛

  本文提出了一种新型钢结构住宅体系——现浇石膏外墙钢网格盒式结构,可适用于多、高层住宅结构。它符合我国转变经济增长方式的基本国情,解决了多年制约我国钢结构住宅发展的问题。它将结构性能、建筑功能、节能环保以及工业废料再利用有机的整合起来,是一种一举多得的建筑结构体系,有着很大的推广和发展前景。 开篇总结了现有住宅钢结构体系发展现状及其不足,介绍了钢网格盒式结构体系的主要构成子体系和构造方式。随后,提出了目前面临的一系列研究问题:子体系的基本力学性能、型钢与石膏的粘结性能及机理、结构影响系数取值以及该体系的综合技术性能分析。 介绍水平子体系——钢空腹夹层板网格结构的构造特点;采用连续化分析建立其基本力学方程,给出四边简支条件下的解析解;提出该体系的实用分析方法;针对同一算例,对比研究连续化分析、有限元分析以及实用分析方法的结果,证明连续化分析方法的精确性以及实用分析方法在工程实践中的安全度和可行性。 采用框架作用的力学机理解释竖向子体系——钢网格式框架墙如何提高抗侧刚度;采用D值法和柔度法分析钢网格式框架墙的剪切变形,采用隔离体法分析其整体弯曲变形;与有限元分析结果对比证明:D值法结果偏小,工程实践中宜采用柔度法,且整体弯曲变形较明显。采用模态静力推覆方法对比分析了该体系与普通框架结构的抗震性能,结果显示该体系抗侧刚度好,抗震性能优越。 通过18根型钢石膏组合试件基于正交分析法的推出试验,研究了石膏与型钢之间的粘结性能,分析了石膏强度、保护层厚度及型钢锚固长度对其的影响,拟合型钢石膏粘结强度计算公式并给出型钢石膏粘结滑移本构模型。 阐述本文研究现浇石膏外墙钢网格盒式结构的结构影响系数的思路及具体步骤。采用该体系建立了6个不同层数和跨度的算例,分别计算其结构影响系数。结果显示多层钢网格盒式结构体系的结构影响系数可取3。 对一15层住宅结构,分别采用型钢网格盒式结构和普通框架-剪力墙结构设计,对比分析他们的周期、位移响应、内力分配以及综合技术性能。结果显示工业石膏外墙钢网格盒式结构体系在多个指标上具有一定的优势。……   
[关键词]:盒式结构;钢网格;现浇石膏;基本学性能;粘结滑移试验;结构影响系数;综合技术性能
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:天津大学2012年
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