刘肖凡[1]2004年在《钢结构住宅围护体系性能数值分析研究》文中认为钢结构具有自重轻、易安装、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染小等优点，钢结构住宅体系已成为我国当前住宅建设发展的趋势。钢结构住宅中，围护结构的选用往往是其推广应用的技术关键。在我国，各类砌体填充墙常不考虑其对框架抗侧力的贡献，然而在实际的受力过程中，由于砌体填充墙与框架梁柱之间的耦连作用，使填充墙框架结构的受力情况与纯框架的受力情况有较大差异。研究各组成部分之间的相互作用关系，建立围护体系的计算模型，认清围护体系对钢框架抗侧力性能及改善抗震性能的贡献，对钢结构住宅产业的发展有着非常重要的意义。 本文对于空腔砌块复合墙体钢框架在低周往复荷载作用下的试验研究及数值分析是建设部2001年科技攻关项目《新型空腔结构板轻钢结构体系应用研究》的子课题，进行了以下几个方面的研究： 1．通过空腔结构砌体的材性试验和两榀1：2钢框架模型试验，测定空腔结构砌体的抗压强度和通缝抗剪强度；研究空腔砌块复合墙体钢框架在低周往复荷载作用下的P-⊿滞回性能、刚度关系、延性系数、破坏形式及耗能性能等特性，并与相同尺寸纯框架的相关特性作对比分析： 2．在试验研究的基础上，运用有限元分析软件ANSYS的静力分析和非线性分析功能，对一榀双层单跨和一榀双层双跨填充墙钢框架模型进行非线性有限元分析，将所获得的空腔砌块复合墙体钢框架的顶点荷载位移骨架曲线，刚度退化曲线，框架、填充墙体在屈服、极限状态下的等效应力云图，与试验结果进行对比研究； 3．通过本文分析研究，提出用叁支杆模型对填充墙进行等效替换，建立填充墙钢框架的叁支杆简化计算模型，运用ANSYS对模型进行数值分析表明，所得结果不仅验证了这一简化计算方法的可行性，可以有效的模拟试验室中对结构进行的拟静力试验，可以解决因试验加载装置条件或试件制作限制而无法完成的试验过程，揭示和模拟试验现象。 最后，在总结论文工作的基础上，提出了本课题尚待解决的问题。
陈秋汝[2]2017年在《装配式钢结构住宅围护体系结构性能试验研究及数值分析》文中进行了进一步梳理本文针对一种新型钢筋桁架楼承板和新型整体式内墙板进行试验研究和有限元数值分析,为新型材料的推广使用提供理论支持。本文首先对不同跨度的共18块钢筋桁架楼承板进行无支撑适用跨度试验,通过试验结果和有限元模型计算结果对比分析以验证楼承板试件在浇筑混凝土的施工阶段体系可靠性及适用性,确定可拆底模钢筋桁架楼承板的最大无支撑跨度,为规程施工阶段计算方法的条文编制提供理论依据。本文研究的整体式复合内墙板可以提高钢结构装配式住宅的施工效率并且能很好地解决钢梁的隔声问题,但由于其将钢梁与墙板制作形成一个整体,在工程现场同时安装就位,与常规的钢结构建筑施工先安装完毕主体结构构件后再安装墙板的受力模式有所区别。而且由于缺乏相应的规程图集和成熟的工程应用经验,故在工程应用前需对该种整体式复合内墙板进行结构性能的分析研究。在课题组成员内墙板试验研究的基础上,本文对带有该种复合内墙板的样板房进行了承载力试验研究,并利用MIDAS GEN建立了有限元模型与试验结果进行对比,验证了建模方法的正确性,在此基础上建立了该项目十八层钢结构住宅以及不带整体式墙板的钢框架结构的整体分析模型,对两种结构进行了抗震性能和受力分析,分析结果表明,整体式墙板的布置可以显着提高结构的整体稳定性、抗侧刚度、抗剪承载力及整体刚度。本文的研究成果应用在安徽省首例装配式钢结构住宅项目中,可以为钢筋桁架楼承板和整体式复合墙板在工程实践中的应用提供理论依据,对于推动我国装配式钢结构住宅的发展具有重要的理论及工程意义。
周伟[3]2010年在《钢结构住宅建筑结构节能设计研究》文中进行了进一步梳理钢结构住宅被公认为绿色环保、适应住宅产业发展的结构体系。但是由于钢材本身热导率高于混凝土叁十倍以上,钢结构住宅面临的保温节能问题更加严峻。本文主要利用Ansys有限元软件,针对夏热冬冷地区钢结构住宅梁柱热桥节能问题和钢框架-轻质砌体温度应力问题进行了分析。通过数值计算总结规律,为设计提供参考。首先本文建立稳态传热模型,分析了自保温体系钢结构住宅中梁柱热桥的热工性能,总结了常见钢柱形式和常见保温形式的节能特点。通过计算给出了为满足冬季室内不结露标准,各类型钢柱所需的最小保温构造。在分析钢柱节能构造的基础上,针对钢柱+钢挑梁结构进行了节能分析。指出挑梁在适于阳台、雨篷构造的同时,也带来局部能耗“黑洞”的问题。为消除挑梁带来的能耗影响,本文提出一种新型局部外包保温层的构造,并讨论了构造的经验公式。文章总结了既有围护结构节能构造形式,提出了自主节能和复合节能构造的概念。提出了两种新型自主节能H型钢柱体形式,通过与普通H型钢、普通蜂窝柱的对比,指出了新型柱体热工和力学性能优秀,有推广应用的潜力。最后本文分析了钢框架-轻质砌体围护结构在不同温度荷载下的温度应力问题。总结了温度应力的分布规律,指出温度作用下,钢框架相对混凝土框架更易导致砌体开裂。最后对常见裂缝控制的构造方式进行了分析。
刘玮龙[4]2012年在《轻钢装配式住宅的设计与应用研究》文中研究表明钢结构住宅具有重量轻、抗震性能好、可现场装配的优势,符合住宅产业化的发展战略。目前,钢结构应用于低、多高层住宅在结构体系上已经较成熟,但与之配套的围护体系、关键的应用技术研究却相对滞后。本文以一幢二层的轻钢结构住宅示范工程的设计与建设为依据,针对钢结构住宅存在的问题,确定适合钢结构住宅的建筑方案、结构体系、围护体系、安装方法等一系列应用技术,并进行经济性分析,探寻钢结构住宅较为实用的设计施工方式,为钢结构住宅的设计、施工和推广提供一定的理论依据。(1)本示范工程从住宅建筑模数化设计入手,以600x600的模数网格作为示范工程建筑方案设计的协调模数,并进行标准化结构体系设计,选用H型钢梁柱框架结构体系。(2)示范工程采用预制钢丝网架复合墙板与竹筋桁架陶粒混凝土复合墙板作为外墙板,两者完全满足建筑节能65%的要求,并采用带内丝套筒预埋件的新型连接节点,加快安装进度。(3)示范工程选用PK预应力楼板迭合板作为楼板和屋面板。结果表明,PK板施工比现浇混凝土缩短1/3以上工期,同时每平方米可节约钢材4kg,木0.01m3,总体降低工程造价约30%左右。(4)通过示范工程的建设提出较为快速、合理的安装施工工艺,并作经济性对比分析,结果表明：装配式钢结构住宅除基础相同外,在造价、节能、工厂化生产率、质量通病、施工效率和环境污染方面,均优于混凝土结构。
郑卫国[5]2005年在《小高层钢结构住宅体系及性能研究》文中研究表明《中国建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要(草案)》的出台为我国钢结构住宅的发展提供了新的契机。然而,目前我国钢结构住宅发展尚处于初级阶段,住宅结构体系研究不够充分。因此,对小高层钢结构住宅体系及其性能进行广泛而深入的研究具有重要的现实意义和实用价值。 本文在广泛查阅国内外钢结构住宅资料的基础上,总结了钢结构住宅的结构体系、楼盖体系、围护体系以及钢结构防火措施等方面内容。建立了小高层钢框架结构住宅的力学计算模型,在建模和分析时,主要考虑叁类因素对结构性能的影响,即跨距、层高和梁柱规格。利用ANSYS APDL语言编程对大量模型进行建模和计算,得出了各种情况下结构最大侧移、单位耗钢量、层间位移角和梁柱单元内力等数据,分析了梁柱规格对侧移的影响、结构最大侧移与耗钢量的关系以及跨距和层高对耗钢量的影响等问题。最后,对框架、框支和框筒叁种结构体系进行了性能对比研究。 通过以上大量的计算、分析和回归,得出以下主要结论:小高层钢框架结构住宅在单位耗钢量超过40kg/m~2后,加大梁柱截面对减小结构侧移效果不大;为充分发挥钢结构的性能,小高层钢框架结构住宅的跨距宜控制在6m～12m;综合比较框架、框支和框筒叁种结构体系,在高烈度地区,小高层钢结构住宅使用框支体系最为经济、合理。
孔德超[6]2010年在《钢结构住宅技术与经济性分析》文中认为钢结构具有施工速度快、工业化程度高、综合技术经济指标好、抗震性能优越等特点,把钢结构用于住宅建筑,具有得天独厚的技术优势,也符合我国未来钢铁产业和房地产业的发展规划和产业政策。目前我国已经兴建了一批低层、多层和高层钢结构住宅,但是钢结构的综合技术经济效益还有待于进一步研究和实践。本文分别介绍了目前钢结构低层、多高层住宅采用的几种典型的结构体系,总结了各结构体系的受力特点及应用。利用目前常用的结构设计软件ETABS、SAP和PKPM,选择典型的住宅工程实例,进行如下对比分析研究：(1)对低层钢结构住宅无比钢结构体系与H型钢框架结构体系的经济性对比分析,结果表明：墙体(板)造价对低层钢结构住宅的造价影响较大。H型钢框架结构体系的综合经济效益优于无比钢结构体系。建议采用H型钢框架结构体系和硅钙板墙板加C型钢龙骨体系。(2)对多层钢结构住宅,分别进行了纯钢框架结构体系与钢框架—支撑结构体系之间的对比分析,以及钢框架—支撑结构与混凝土框架—支撑结构之间的对比分析。分析了6层钢结构住宅的结构性能,结果表明：钢框架—支撑结构体系的抗震性能较好。后者分析了在8度(0.2g)抗震设防要求下,钢框架—支撑结构体系与混凝土框架—支撑结构体系的结构性能和综合经济效益,结果表明：两者结构性能均满足规范要求；钢结构的材料成本高于混凝土结构,但是钢结构的综合经济效益优于混凝土结构。(3)对高层钢结构住宅,进行分别进行了钢框架—混凝土筒结构方案优化设计以及钢框架—混凝土筒结构与混凝土剪力墙结构体系的对比分析。优化设计结果表明：合理柱网布置对单位用钢量具有显着影响；钢骨混凝土剪力墙的工程实际应用还需要进一步理论和实践上的完善。后者的对比分析表明：高层钢结构的材料成本略高于混凝土结构。但是钢结构的综合经济效益优于混凝土结构。
张亮[7]2008年在《钢结构住宅体系研究》文中研究指明钢结构住宅是社会经济发展和科技进步的产物,符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构住宅具有抗震性能好,施工速度快,可循环再利用等优点,大力发展钢结构住宅是可行的和必要的。本论文从结构体系,新型构件,新型节点及围护体系等方面综述了钢结构住宅的发展情况。首先分析和比较了常用的钢结构住宅体系,包括钢框架,钢框架-支撑,钢框架-剪力墙等,重点比较了抗侧力性能并提出了各种体系的适用范围;然后介绍了几种新型钢结构住宅体系,包括悬挂式钢-混结构体系,交错桁架体系,开缝钢板剪力墙等。其次比较方钢管混凝土柱的叁种计算理论,然后从试验研究,计算公式,加工和施工工艺几方面总结了方钢管混凝土柱的研究现状。论文总结了方钢管混凝土组合异形柱的研究:包括长细比计算,有限元分析和轴压试验研究。论文认为方钢管混凝土组合异形柱体系是一种结构合理,性能优越的新型体系,非常适合用于钢结构住宅的建设,具备广阔的发展前景,值得大力推广。论文还总结了外肋环板节点和隔板贯通式节点的研究。包括节点构造,承载力计算理论和承载力计算公式,静力试验和拟静力试验研究。本论文认为两种节点是力学性能优良,构造简单合理的新型节点形式,有较大的推广应用价值。围护体系中总结了新型墙体材料和新型砌块的应用现状,还包括钢结构住宅的防腐和防火,设计标准、图集和规范等技术支持。
胡肖静[8]2009年在《钢结构住宅节能复合墙板的理论与试验研究》文中提出随着我国墙体改革、建筑节能等相关政策的推行,住宅产业现代化逐渐提上同程。钢结构住宅因其节能省地、绿色环保、便于工厂化生产和标准化制作、可现场装配等优点,正日益收到人们的青睐,使用比例也越来越高。作为目前制约钢结构住宅体系发展的围护体系,就成了亟待解决的问题。与普通的墙体材料相比,复合墙板具有承载力高、保温效隔音果好等优点,成为目前发展最为迅速的一种新型建筑材料。作为围护结构应用于钢结构住宅的节能复合墙板外挂于钢框架梁或柱上,除竖向自重外,墙板主要承受风荷载或地震引起的横向荷载。本文对节能复合墙板的抗弯性能进行了详细的理论和试验研究。首先,基于付宝连提出的弯曲矩形板的广义位移理论,推导出了在横向均布荷载作用下四角点支承弹性矩形薄板的挠度计算公式,解决了四点支承矩形板的挠度和内力计算问题,为节能复合墙板内力和挠度等的简化计算提供了理论基础。其次,利用通用有限元分析软件ANSYS建立了节能复合墙板的有限元模型,通过与文献中分析结果的对比,证明本文所选用的材料本构关系、单元类型以及破坏准则等可以较好的模拟墙板在横向均布荷载作用下弹性变形阶段的受力过程。由于墙板的具体尺寸、开洞情况及材料性质等在工程应用时可能多种多样,所以本文对影响节能复合墙板抗弯刚度的因素进行分析,总结了影响墙板抗弯性能的主要因素,并对墙板的设计使用提出了建议,可作为工程应用参考。最后,为了验证上述理论分析的可靠性,本文制作了5块足尺节能复合墙板,对横向荷载作用下墙板尺寸、洞口及配筋率对墙板的开裂荷载、抗弯极限承载力的影响,以及裂缝的分布规律和破坏形态等进行了试验研究,考察钢筋混凝土组合网架夹芯复合板在用于墙板时的抗弯性能,检验钢丝网架的连接作用是否能够保证复合墙板两片混凝土板协同一致工作。节能复合墙板的ANSYS分析结果与试验结果吻合较好,试验结果和非线性有限元分析结果可供钢结构住宅研究与设计人员参考。
姜铄南[9]2013年在《轻质内墙条板与钢框架新型连接的开发及性能研究》文中进行了进一步梳理近几年,随着钢结构技术的发展,钢结构住宅建筑也成为我国住宅产业现代化发展的核心模式,钢结构住宅体系是一种值得推广的建筑体系。钢结构住宅体系有许多的优点,它容易实现产品的标准化,并组织进行着工业化生产,它符合环保以及可持续发展的要求,是我国推进住宅产业现代化的较理想的一种住宅建筑体系。在钢结构住宅体系中,综合多种因素考虑,一般比较适合选择钢框架体系。在实际施工过程中,板材的选择及连接件的选用显得至关重要。本文研究了适用于钢结构住宅的轻质内墙条板,轻质内墙条板的种类特点以及标准化形式。轻质内墙条板通过连接件与钢框架主体连接。对于钢框架围护体系而言,连接件是一个重要的环节,连接件要具有许多特点：要有一定的变形空间,适当的强度,耐腐蚀,隔声性,制作简单,节省钢材,安装方便,标准化,普遍的适用性。轻质内墙板与钢框架结构的主体连接是现在研究的热点,也是以后装配式钢结构住宅发展的必然产物,连接的好坏直接影响钢结构住宅向工业化生产方向迈进的脚步。连接件的标准化跟轻质条板的标准化类似,是实现住宅产业化的重要组成部分。模数协调是连接件标准化设计的基础,通常我们以模数化构建标准化。本文主要介绍了轻质内墙条板与钢梁的连接件,以及轻质内墙条板与地面的连接件。本文具体给出了连接件的图集,给出了连接件的几种不同形式,叙述了连接件的特点以及标准化尺寸。考虑实际情况,有必要对轻质条板以及连接进行受力验算,包括轻质条板稳定验算,并且考虑非结构构件因素,对轻质条板验算。对于轻质内墙连接件,本文以U型连接件为例,对其进行了有限元分析。研究了影响连接件的一些因素：摩擦系数的影响、轻质条板的高度的影响以及连接件厚度的影响。
叶红[10]2005年在《新型轻钢龙骨体系振动试验研究及动力分析》文中认为我国的标准规范是针对几十年来大量使用的结构体系编制的,轻钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白,所以不能满足我国现行强制性规范的某些条文。 日前,由中加合资的青岛迈华无比钢结构住宅开发有限公司开发的这一名为“无比钢(Websteel)环保住宅”的全新建筑体系,已经通过由建设部科技发展促进中心主持的成果评估。本课题是通过对这种轻钢结构房屋做地震模拟振动台试验来研究它的动力特性与抗震能力,如自振频率等,划定共振区的安全范围,使得外部激励远离此共振区(超出25%范围),并采取一定的隔振措施达到消振减振的效果。在本课题中,通过用有限元程序(ANSYS)进行仿真分析研究,并把此计算结构和试验结构进行比较,来改进这种结构的设计。 本文的研究工作主要有以下几个方面: 1、在广泛检索国内外文献的基础上,总结并评述无比钢结构体系动力特性的理论分析及试验研究成果,分析该研究领域存在的问题。 2、通过足尺比例的两层无比钢结构体系房屋模型的模态分析,了解了该体系的动力特性(振型、周期及阻尼);通过模型振动台试验,揭示了上述该体系的地震反应(位移、速度、加速度等)规律。 3、运用ANSYS建立无比钢结构体系房屋的叁维有限元模型,进行动力特性分析,并计算输入EI-Centro波、迁安波的地震反应,本文主要从EI-Centro波研究。 4、通过模型振动台试验结果与有限元模拟分析结果的对比分析,验证计算模型的合理性,并对计算结果进行深入分析,得出有益的结论,为进一步完善现行《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)有关条文及条文说明提供理论支持和试验数据,为设计人员提供有价值的参考。 最后,在全面总结本文工作的基础上,提出本课题尚需进一步研究的若干问颢。
参考文献：
[1]. 钢结构住宅围护体系性能数值分析研究[D]. 刘肖凡. 武汉理工大学. 2004
[2]. 装配式钢结构住宅围护体系结构性能试验研究及数值分析[D]. 陈秋汝. 合肥工业大学. 2017
[3]. 钢结构住宅建筑结构节能设计研究[D]. 周伟. 浙江大学. 2010
[4]. 轻钢装配式住宅的设计与应用研究[D]. 刘玮龙. 山东大学. 2012
[5]. 小高层钢结构住宅体系及性能研究[D]. 郑卫国. 西北工业大学. 2005
[6]. 钢结构住宅技术与经济性分析[D]. 孔德超. 山东大学. 2010
[7]. 钢结构住宅体系研究[D]. 张亮. 天津大学. 2008
[8]. 钢结构住宅节能复合墙板的理论与试验研究[D]. 胡肖静. 山东大学. 2009
[9]. 轻质内墙条板与钢框架新型连接的开发及性能研究[D]. 姜铄南. 沈阳建筑大学. 2013
[10]. 新型轻钢龙骨体系振动试验研究及动力分析[D]. 叶红. 武汉理工大学. 2005
标签：建筑科学与工程论文; 钢结构住宅论文; 墙板论文; 数值分析论文; 围护结构论文; 轻质墙体论文; 普通混凝土论文; 轻质混凝土论文; 节能评估论文;