本文關(guān)鍵詞：大跨度鋼結(jié)構(gòu)選型、設(shè)計(jì)分析及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著我國(guó)機(jī)場(chǎng)航站樓、高鐵站房、體育場(chǎng)館和會(huì)展中心等大型公共建筑的大量興建,對(duì)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與建造技術(shù)提出了更高要求,特別是在結(jié)構(gòu)選型和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)方面。然而,目前基于結(jié)構(gòu)性能的大跨度鋼結(jié)構(gòu)選型研究、復(fù)雜關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)研究相對(duì)較少,我國(guó)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)尚不能完全滿足工程設(shè)計(jì)需要,存在設(shè)計(jì)理論和方法不完善、試驗(yàn)數(shù)據(jù)不充分等問題,導(dǎo)致大跨鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不合理、造價(jià)偏高等問題。因此,對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)選型分析,以及其關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外大跨度鋼結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析總結(jié),以三個(gè)工程實(shí)例為背景,基于滿足結(jié)構(gòu)性能的思想,采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的選型、設(shè)計(jì)分析以及其關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行了深入研究。主要研究工作和成果如下：(1)大跨度大空間鋼結(jié)構(gòu)選型和分析研究。基于某試驗(yàn)中心大跨度大空間鋼結(jié)構(gòu)工程,本文提出了三種結(jié)構(gòu)體系選型,并分別對(duì)其結(jié)構(gòu)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了比較,優(yōu)選出新型平面桁架拱斜交組成的雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系。進(jìn)而采用基于結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)方法,考慮了風(fēng)、溫度和地震作用的影響,對(duì)選定的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行分析研究,結(jié)果表明平面桁架拱斜交組成的雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良,經(jīng)濟(jì)適用,其縱橫向剛度分配較均勻,空間作用較明顯,整體穩(wěn)定性好,并具有良好的抗連續(xù)性倒塌能力。(2)大跨度鋼管桁架結(jié)構(gòu)選型分析研究。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外既有的航站樓結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合合肥新橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓建筑特點(diǎn),首次提出了立體鋼管桁架—箱型截面曲梁與箱型柱組成的新型鋼框架結(jié)構(gòu),并與其他兩種傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于結(jié)構(gòu)性能和經(jīng)濟(jì)性的對(duì)比,分析表明新型結(jié)構(gòu)性能更好,更加經(jīng)濟(jì)適用。隨后建立了完整結(jié)構(gòu)模型并進(jìn)行抗震性能化分析,同時(shí)考慮行波效應(yīng),進(jìn)行了多點(diǎn)輸入響應(yīng)分析,此外還考慮了索網(wǎng)點(diǎn)支式玻璃幕墻對(duì)結(jié)構(gòu)主體選型的影響。結(jié)果表明新型框架結(jié)構(gòu)具有良好的抗震、抗風(fēng)性能,具有良好的延性,滿足規(guī)范各項(xiàng)要求。(3)大跨度鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)選型和試驗(yàn)研究。基于合肥新橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程,本文對(duì)連接立體桁架梁與箱型截面柱的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)提出了三種設(shè)計(jì)方案,并分別對(duì)其承載性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了比較,優(yōu)選出一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、剛度較連續(xù)、施工安裝較方便的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)。然后對(duì)該節(jié)點(diǎn)不斷進(jìn)行有限元重分析和構(gòu)造調(diào)整,給出了滿足承載性能和便于施工的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)該轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)的承載力進(jìn)行了試驗(yàn)研究,將其有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,表明轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)具有良好的延性,滿足節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和變形指標(biāo)的要求,并有足夠的安全儲(chǔ)備。轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)在合肥新橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓工程中得到了首次應(yīng)用。(4)大跨度重載下銷軸節(jié)點(diǎn)承載性能的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬。山東鄒城國(guó)際會(huì)展中心大跨度鋼結(jié)構(gòu)在樓面重荷載條件下,首次應(yīng)用了銷軸節(jié)點(diǎn)連接。文中以此大型結(jié)構(gòu)中鋼柱與鋼桁架連接的銷軸節(jié)點(diǎn)為例,選擇四組1：2縮尺模型試件,設(shè)計(jì)了試驗(yàn)裝置和加載系統(tǒng),進(jìn)行了承載性能的破壞試驗(yàn),得到了銷軸節(jié)點(diǎn)的承載力及其破壞形態(tài)。并采用有限元法模擬了節(jié)點(diǎn)加載試驗(yàn)過程,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合,從而掌握了銷軸節(jié)點(diǎn)的承載性能。研究結(jié)果表明,選用的銷軸節(jié)點(diǎn)相對(duì)于設(shè)計(jì)荷載工況具有相當(dāng)大的安全系數(shù)和強(qiáng)度儲(chǔ)備,滿足了承載力及正常使用要求。通過對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型分析研究,掌握了基于結(jié)構(gòu)性能的大跨度鋼結(jié)構(gòu)選型方法；通過轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)和銷軸節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的承載性能研究,獲得了這些節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)正常的工作性能、強(qiáng)度裕度以及設(shè)計(jì)方法。本文關(guān)于結(jié)構(gòu)選型的分析研究方法以及轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)、銷軸節(jié)點(diǎn)研究和力學(xué)分析方法可供類似工程參考,其研究結(jié)果可為相關(guān)規(guī)范提供技術(shù)數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU393.3

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1 李智勇;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)性及防范對(duì)策[J];武警學(xué)院學(xué)報(bào);2011年12期

2 謝士強(qiáng);林靜;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究與應(yīng)用[J];四川建材;2012年06期

3 廖龍俊;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的若干技術(shù)問題及探討[J];中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu);2013年20期

4 王盈;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過程的結(jié)構(gòu)分析方法研究[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2014年01期

5 崔曉強(qiáng);郭彥林;葉可明;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過程的結(jié)構(gòu)分析方法研究[J];工程力學(xué);2006年05期

6 朱明;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架施工技術(shù)[J];鋼結(jié)構(gòu);2006年04期

7 陳虎;徐文平;周建偉;;某大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比選及體系優(yōu)化[J];江蘇建筑;2010年02期

8 李學(xué)一;;基于大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中結(jié)構(gòu)力學(xué)分析方法的研究[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2010年24期

9 葛家琪;張愛林;楊維國(guó);張國(guó)軍;王樹;張玲;;基于性能的大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2011年12期

10 李時(shí);汪大綏;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)性倒塌設(shè)計(jì)[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2011年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔曉強(qiáng);胡玉銀;李琰;劉平;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工控制研究[A];第十一屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

2 崔佳;;西部地區(qū)新建大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程介紹[A];第四屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

3 朱明;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架施工技術(shù)[A];中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)第五次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

4 周增產(chǎn);田真;李秀剛;陳杰;孫秀蘭;楊仁全;劉會(huì)敏;;新型大跨度鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能生態(tài)酒店的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];2007年中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2007年

5 肖自強(qiáng);馬升東;李亮;;印象海南島劇場(chǎng)大跨度鋼結(jié)構(gòu)仿生綜述[A];’2008全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

6 王宏;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)的應(yīng)用[A];第六屆海峽兩岸及香港鋼及組合結(jié)構(gòu)技術(shù)研討會(huì)—2010論文集[C];2010年

7 黃永模;孫順利;黃永平;;鄭州國(guó)際會(huì)展中心大跨度鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層綜合施工技術(shù)[A];首屆全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

8 羅興隆;陳橋生;蔣振彥;;采用液壓設(shè)備控制的大跨度鋼結(jié)構(gòu)卸載分析方法[A];首屆全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

9 劉樹屯;;大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工若干問題的建議[A];中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)四屆四次理事會(huì)暨2006年全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

10 羅興隆;陳橋生;蔣振彥;;采用液壓設(shè)備控制的大跨度鋼結(jié)構(gòu)卸載分析方法[A];中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)第五次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 劉 駿;G精工鋼 大跨度鋼結(jié)構(gòu)增長(zhǎng)224%[N];證券時(shí)報(bào);2006年

2 楊秀麗;國(guó)家重型大跨度鋼結(jié)構(gòu)研發(fā)基地建設(shè)啟動(dòng)[N];中華建筑報(bào);2009年

3 中國(guó)中元國(guó)際工程公司 張宇峰;大跨度鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中的探究[N];現(xiàn)代物流報(bào);2013年

4 王宏;大跨度鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)的應(yīng)用[N];建筑時(shí)報(bào);2012年

5 講評(píng)人 吳志強(qiáng) 山東省公安消防總隊(duì)總隊(duì)長(zhǎng) 周志軍 山東省公安消防總隊(duì)副總隊(duì)長(zhǎng);大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)撲救后的幾點(diǎn)思考[N];人民公安報(bào)·消防周刊;2010年

6 記者 鄭國(guó)柱 于文博 特約通訊員 陳兆貝;大跨度鋼結(jié)構(gòu)斜拱順利封頂[N];中國(guó)冶金報(bào);2004年

7 中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 劉樹屯;大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工若干問題的建議[N];建筑時(shí)報(bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 丁大益;大跨度鋼結(jié)構(gòu)選型、設(shè)計(jì)分析及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

2 潘多忠;大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工力學(xué)分析及應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 何冬;大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

2 聶慶慶;既有大跨度鋼結(jié)構(gòu)抗震鑒定指標(biāo)體系[D];同濟(jì)大學(xué);2006年

3 陳克軍;宣城體育館大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工與監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

4 蒙炳穆;新漢口火車站大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工階段穩(wěn)定性分析及施工全過程仿真模擬[D];重慶大學(xué);2010年

5 劉音鶯;基于經(jīng)濟(jì)性能的大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系的方案選擇[D];西安建筑科技大學(xué);2008年

6 崔燦;考慮支座節(jié)點(diǎn)尺寸效應(yīng)和摩擦特性的大跨度鋼結(jié)構(gòu)有限元分析方法[D];華南理工大學(xué);2012年

7 閆芳芳;某大跨度鋼結(jié)構(gòu)棧橋的抗震性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2013年

8 白韜;大跨度鋼結(jié)構(gòu)棧橋風(fēng)振響應(yīng)分析[D];西安建筑科技大學(xué);2013年

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