發(fā)布時間：2020-07-14 06:30

【摘要】：模塊化建筑能有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)澆結構施工時的種種高能耗與環(huán)境污染問題,目前國內外采用模塊化建筑技術的高層和超高層建筑還較少,我國人口密集,用地緊張,把模塊化建筑技術運用到高層及超高層建筑中,是未來發(fā)展和研究的趨勢。本文把模塊化建筑施工質量高、建造工期短、環(huán)保、低能耗等優(yōu)點與巨型結構抗側剛度巨大的優(yōu)點結合起來,對巨型框架結構中的子結構采用模塊化鋼框架盒子結構的形式,把模塊化建筑技術運用到超高層建筑中。由于模塊化鋼框架盒子結構具有多柱、雙層梁以及特殊的連接構造等特點,其受力性能與傳統(tǒng)結構有所不同,同時基于巨型結構的模塊化子結構所處高度較高,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,必然會造成嚴重的社會影響和經濟損失,因此本文通過有限元分析的手段,針對基于巨型框架結構的模塊化鋼框架子結構在長周期主余震地震動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件失效時的抗連續(xù)倒塌性能進行評估。本文的主要研究內容與結論如下:(1)基于巨型結構的模塊化子結構的抗震性能分析。本文選取7條長周期主余震地震動對整體結構進行彈塑性時程分析,從最大層間位移角和連接處的損傷分布情況對基于巨型結構的模塊化子結構的抗震性能進行了評估。結果表明,在滿足剛性樓板假定前提下,基于巨型結構的模塊化子結構,在7度220gal長周期主余震作用下,最大層間位移角滿足規(guī)范限值,模塊化子結構首層底板標高處的連接出現(xiàn)損壞,在8度400gal長周期主余震作用下,最大層間位移角有28.57%的概率超過規(guī)范限值,除了模塊化子結構首層底板標高處的連接出現(xiàn)損壞,在下部巨型區(qū)間中主—子結構間連接有28.57%的概率出現(xiàn)沿全樓層均發(fā)生損壞的情況。(2)基于巨型結構的模塊化子結構抗地震倒塌分析。本文在樓板不滿足剛性樓板假定以及主結構與子結構無約束作用的條件下,以模塊化子結構為研究對象,從最大層間位移角、連接處的損壞情況、結構構件有效塑性應變的分布、鋼柱是否屈曲等方面對模塊化子結構在長周期主余震作用下的抗地震倒塌性能進行評估。結果表明,在7度220gal長周期主余震作用下,子結構不會發(fā)生倒塌;在8度400gal長周期主余震作用下,最大層間位移角有57.14%的概率超過規(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,子結構會發(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,在個別工況下達到80%以上。地震作用下構件的有效塑性應變集中在外側盒子結構的底板梁兩端。在8度400gal的長周期主余震作用時,余震最大可使結構有效塑性應變增加8.34%。模塊化子結構首層底板標高處的連接出現(xiàn)損壞。(3)基于巨型結構的模塊化子結構抗連續(xù)倒塌分析。對模塊化子結構在不同樓層發(fā)生單柱、單簇柱失效以及首層發(fā)生雙柱、雙簇柱失效時分別進行了連續(xù)倒塌分析,對比了模塊化子結構在連續(xù)倒塌過程中連接處是否會失效的兩種結果,探討能否通過提高連接處螺栓抗剪強度去防止連續(xù)倒塌過程中連接處的失效,從而避免連續(xù)倒塌。結果表明,當連續(xù)倒塌過程中連接處因螺栓抗剪強度不足而發(fā)生失效時,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。當連接處不失效時,首層和五層發(fā)生單柱或單簇柱失效時抗連續(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,不會發(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能夠更容易、更經濟地提高連接處螺栓抗剪強度來避免連接處的失效,從而避免連續(xù)倒塌。首層最外側雙柱或雙簇柱失效時,失效盒子結構會往失效雙柱一側傾倒,發(fā)生連續(xù)倒塌。內部雙柱或雙簇柱失效時,模塊化子結構接近連續(xù)倒塌的狀態(tài)。因此建議在模塊子結構首層加設支撐提高結構抗連續(xù)倒塌能力。
【學位授予單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU312.3
【圖文】：

廣州大學碩士學位論文第一章 緒論速發(fā)展，建筑業(yè)正處于高速發(fā)展的時染、水資源浪費、建筑垃圾量大等日發(fā)展的理念，全面推廣裝配式建筑結構（圖 1-1），是一種高度預制化結構，具有以下優(yōu)點:（1）施工質量）對環(huán)境友好[3]。模塊建筑能有效解染問題，具有重要研究意義。

式模塊化建筑的抗側移剛度。筑的國內外工程應用里達迪斯尼世界旅館屬于非承重型盒子結構體支承盒子結構從而形成整體結構[26]。一座18層旅館也采用了非承重型盒子結構體系子的，盒子只承擔自身的恒載和活載[26]。利爾的Habital 67住宅屬于承重型盒子結構，967年建成，是一個由354個盒子構件組成的, 筑，如圖1-2所示。這座名為“Habital 67””作為一種結構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，并可通過預制模塊單元進行連接，如圖1-6所示。為適應北京市舊城改造和城市建設需要,中國建筑一局和北京市城建技術開發(fā)中心于 1990 年至 1991 年籌建了一批盒子建筑試點工程[29]。在 2008 年 11 月于北京召開的第 7 屆中國國際住宅產業(yè)博覽會上，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，住宅共分四個模塊，分別為 3 個房屋模塊和門廊模塊，采用輕鋼框架與 SIP 墻板組成。該住宅號稱為中國大陸設計、制造的第一套模塊化住宅。在2011年上海國際冶金展上，寶鋼集團展出了一套2層的鋼結構模塊化建筑房屋，

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本文編號：2754628