【摘要】：模塊化建筑能有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工時(shí)的種種高能耗與環(huán)境污染問(wèn)題,目前國(guó)內(nèi)外采用模塊化建筑技術(shù)的高層和超高層建筑還較少,我國(guó)人口密集,用地緊張,把模塊化建筑技術(shù)運(yùn)用到高層及超高層建筑中,是未來(lái)發(fā)展和研究的趨勢(shì)。本文把模塊化建筑施工質(zhì)量高、建造工期短、環(huán)保、低能耗等優(yōu)點(diǎn)與巨型結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度巨大的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),對(duì)巨型框架結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)采用模塊化鋼框架盒子結(jié)構(gòu)的形式,把模塊化建筑技術(shù)運(yùn)用到超高層建筑中。由于模塊化鋼框架盒子結(jié)構(gòu)具有多柱、雙層梁以及特殊的連接構(gòu)造等特點(diǎn),其受力性能與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有所不同,同時(shí)基于巨型結(jié)構(gòu)的模塊化子結(jié)構(gòu)所處高度較高,一旦在地震中發(fā)生倒塌,或者因偶然荷載造成部分柱子失效而引起連續(xù)倒塌,必然會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失,因此本文通過(guò)有限元分析的手段,針對(duì)基于巨型框架結(jié)構(gòu)的模塊化鋼框架子結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)周期主余震地震動(dòng)作用下的抗地震倒塌性能以及因各種偶然荷載造成局部柱構(gòu)件失效時(shí)的抗連續(xù)倒塌性能進(jìn)行評(píng)估。本文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:(1)基于巨型結(jié)構(gòu)的模塊化子結(jié)構(gòu)的抗震性能分析。本文選取7條長(zhǎng)周期主余震地震動(dòng)對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析,從最大層間位移角和連接處的損傷分布情況對(duì)基于巨型結(jié)構(gòu)的模塊化子結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明,在滿(mǎn)足剛性樓板假定前提下,基于巨型結(jié)構(gòu)的模塊化子結(jié)構(gòu),在7度220gal長(zhǎng)周期主余震作用下,最大層間位移角滿(mǎn)足規(guī)范限值,模塊化子結(jié)構(gòu)首層底板標(biāo)高處的連接出現(xiàn)損壞,在8度400gal長(zhǎng)周期主余震作用下,最大層間位移角有28.57%的概率超過(guò)規(guī)范限值,除了模塊化子結(jié)構(gòu)首層底板標(biāo)高處的連接出現(xiàn)損壞,在下部巨型區(qū)間中主—子結(jié)構(gòu)間連接有28.57%的概率出現(xiàn)沿全樓層均發(fā)生損壞的情況。(2)基于巨型結(jié)構(gòu)的模塊化子結(jié)構(gòu)抗地震倒塌分析。本文在樓板不滿(mǎn)足剛性樓板假定以及主結(jié)構(gòu)與子結(jié)構(gòu)無(wú)約束作用的條件下,以模塊化子結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,從最大層間位移角、連接處的損壞情況、結(jié)構(gòu)構(gòu)件有效塑性應(yīng)變的分布、鋼柱是否屈曲等方面對(duì)模塊化子結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)周期主余震作用下的抗地震倒塌性能進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明,在7度220gal長(zhǎng)周期主余震作用下,子結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生倒塌;在8度400gal長(zhǎng)周期主余震作用下,最大層間位移角有57.14%的概率超過(guò)規(guī)范限值,有28.57%的概率出現(xiàn)最大層間位移角不僅超過(guò)規(guī)范限值且首層有25%的鋼柱均發(fā)生屈曲失穩(wěn)的情況,子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生倒塌。余震與主震的最大層間位移角之比在大部分工況下均在67%以下,在個(gè)別工況下達(dá)到80%以上。地震作用下構(gòu)件的有效塑性應(yīng)變集中在外側(cè)盒子結(jié)構(gòu)的底板梁兩端。在8度400gal的長(zhǎng)周期主余震作用時(shí),余震最大可使結(jié)構(gòu)有效塑性應(yīng)變?cè)黾?.34%。模塊化子結(jié)構(gòu)首層底板標(biāo)高處的連接出現(xiàn)損壞。(3)基于巨型結(jié)構(gòu)的模塊化子結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌分析。對(duì)模塊化子結(jié)構(gòu)在不同樓層發(fā)生單柱、單簇柱失效以及首層發(fā)生雙柱、雙簇柱失效時(shí)分別進(jìn)行了連續(xù)倒塌分析,對(duì)比了模塊化子結(jié)構(gòu)在連續(xù)倒塌過(guò)程中連接處是否會(huì)失效的兩種結(jié)果,探討能否通過(guò)提高連接處螺栓抗剪強(qiáng)度去防止連續(xù)倒塌過(guò)程中連接處的失效,從而避免連續(xù)倒塌。結(jié)果表明,當(dāng)連續(xù)倒塌過(guò)程中連接處因螺栓抗剪強(qiáng)度不足而發(fā)生失效時(shí),單柱或單簇柱失效的樓層越高,豎向失效位移越大,越容易發(fā)生連續(xù)倒塌。當(dāng)連接處不失效時(shí),首層和五層發(fā)生單柱或單簇柱失效時(shí)抗連續(xù)倒塌能力相差不大,且失效位移均明顯低于限值,失效位移與限值的比值在41.2%—58.0%的范圍內(nèi),不會(huì)發(fā)生連續(xù)倒塌。首層和五層比九層在單柱或單簇柱失效時(shí)能夠更容易、更經(jīng)濟(jì)地提高連接處螺栓抗剪強(qiáng)度來(lái)避免連接處的失效,從而避免連續(xù)倒塌。首層最外側(cè)雙柱或雙簇柱失效時(shí),失效盒子結(jié)構(gòu)會(huì)往失效雙柱一側(cè)傾倒,發(fā)生連續(xù)倒塌。內(nèi)部雙柱或雙簇柱失效時(shí),模塊化子結(jié)構(gòu)接近連續(xù)倒塌的狀態(tài)。因此建議在模塊子結(jié)構(gòu)首層加設(shè)支撐提高結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌能力。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU312.3
【圖文】：

廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論速發(fā)展，建筑業(yè)正處于高速發(fā)展的時(shí)染、水資源浪費(fèi)、建筑垃圾量大等日發(fā)展的理念，全面推廣裝配式建筑結(jié)構(gòu)（圖 1-1），是一種高度預(yù)制化結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):（1）施工質(zhì)量）對(duì)環(huán)境友好[3]。模塊建筑能有效解染問(wèn)題，具有重要研究意義。

式模塊化建筑的抗側(cè)移剛度。筑的國(guó)內(nèi)外工程應(yīng)用里達(dá)迪斯尼世界旅館屬于非承重型盒子結(jié)構(gòu)體支承盒子結(jié)構(gòu)從而形成整體結(jié)構(gòu)[26]。一座18層旅館也采用了非承重型盒子結(jié)構(gòu)體系子的，盒子只承擔(dān)自身的恒載和活載[26]。利爾的Habital 67住宅屬于承重型盒子結(jié)構(gòu)，967年建成，是一個(gè)由354個(gè)盒子構(gòu)件組成的, 筑，如圖1-2所示。這座名為“Habital 67””作為一種結(jié)構(gòu)形式和建筑造型手段的作用,

[18]。艙體樓主要包括兩座混凝土樓體，各為11層和13層，并可通過(guò)預(yù)制模塊單元進(jìn)行連接，如圖1-6所示。為適應(yīng)北京市舊城改造和城市建設(shè)需要,中國(guó)建筑一局和北京市城建技術(shù)開(kāi)發(fā)中心于 1990 年至 1991 年籌建了一批盒子建筑試點(diǎn)工程[29]。在 2008 年 11 月于北京召開(kāi)的第 7 屆中國(guó)國(guó)際住宅產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上，浙江泰格集成房屋有限公司展出了一套 2 層的模塊化建筑住宅，住宅共分四個(gè)模塊，分別為 3 個(gè)房屋模塊和門(mén)廊模塊，采用輕鋼框架與 SIP 墻板組成。該住宅號(hào)稱(chēng)為中國(guó)大陸設(shè)計(jì)、制造的第一套模塊化住宅。在2011年上海國(guó)際冶金展上，寶鋼集團(tuán)展出了一套2層的鋼結(jié)構(gòu)模塊化建筑房屋，

【參考文獻(xiàn)】

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6 杜修力;韓強(qiáng);李忠獻(xiàn);李立云;陳少峰;趙建鋒;;5．12汶川地震中山區(qū)公路橋梁震害及啟示[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年12期

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8 馬駿馳,蘇經(jīng)宇,竇遠(yuǎn)明,郭小東;考慮接連兩次地震影響的群體建筑物震害預(yù)測(cè)方法[J];地震工程與工程振動(dòng);2005年05期

9 廖述清,裴星洙,周曉松,張立;長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析[J];建筑結(jié)構(gòu);2005年05期

10 李洪泉,賁慶國(guó),于之綽,張躍強(qiáng),呂西林;鋼框架結(jié)構(gòu)在地震作用下累積損傷分析及試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2004年03期

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本文編號(hào)：2754628