多高层钢结构立体停车库整体稳定性能研究

摘要

随着人类社会经济的发展和城市现代化水平的提高,城市的车辆数量急剧增加,静态交通问题显得非常突出,能否解决城市交通堵塞和停车难的问题,已成为影响制约城市建设和经济发展的一个重要因素。自动立体停车库在这个严峻形势下应运而生。
　　 本文以多高层钢结构电梯式立体停车库为主要研究对象,对其结构的整体稳定性能进行了详细的分析,并对车库结构采用连续化处理方法,对结构的简化设计方法进行了一些探讨,主要包括以下内容:
　　 根据有限变形理论导出了钢结构立体停车库空间杆单元的刚度矩阵,它不仅包含了轴力Nx对结构的影响,还包含了剪力Qy、Qz扭矩Mx及弯矩My、Mz的影响,除此之外,还考虑了剪切变形的影响。
　　 采用ANSYS分析软件进行全过程分析,对车库结构的整体稳定性能进行研究,分别对车库的高宽比、构件尺寸、竖向支撑布置间距、水平支撑布置间距和车库基本单元的组合数进行参数分析,得到了车库结构各参数的合理取值范围。
　　 采用简化计算方法,将多高层钢结构立体车库等效为一根嵌固于地面的悬臂柱,推导了车库结构等效抗剪刚度和等效抗弯刚度的计算公式和在不同荷载形式下结构侧移计算公式；利用车库结构的等效抗弯刚度,推导了车库结构在竖向荷载作用下的失稳极限荷载；利用推导的侧移公式,进行公式反代,推导了一套计算结构构件内力的公式。
　　 最后采用本文推导的公式进行了多个车库结构的侧移、内力、极限荷载的计算,并与ANSYS的分析结果进行对比,得到了本文所推导公式的精度。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 立体车库的结构组成和特点

1.2.1 立体车库的立面布置

1.2.2 立体车库的平面布置形式

1.3 立体车库的研究与应用概况

1.4 钢框架稳定分析的研究概况

1.4.1 稳定分析

1.4.2 钢框架结构的非线性分析

1.5 本文研究的主要内容

第2章 车库结构弹塑性分析的基本理论

2.1 引言

2.2 基本假定

2.3 车库结构中空间杆单元理论和刚度矩阵

2.3.1 支撑单元

2.3.2 梁柱单元

2.4 小结

第3章 立体车库空间二阶弹塑性全过程分析

3.1 引言

3.2 立体车库的结构组成和特点

3.2.1 立体车库结构的组成

3.2.2 立体车库结构的特点

3.3 ANSYS建模和分析参数设置

3.3.1 车库结构基本尺寸的确定

3.3.2 ANSYS分析的参数设置

3.4 立体车库结构稳定性能的参数分析方案

3.4.1 高宽比(结构层数)对车库结构祭体稳定性能的影响

3.4.2 梁杠截面尺寸对车库结构整体稳定性能的影响

3.4.3 竖向支撑的布置间距对车库结构整体稳定性能的影响

3.4.4 水平支撑的布置间距对车库结构整体稳定性能的影响

3.4.5 组合式立体车库稳定性能参数分析

3.5 小结

第4章 多高层钢结构立体车库连续化分析

4.1 引言

4.2 等效参数

4.2.1 等效抗剪刚度

4.2.2 等效截面惯性矩

4.3 侧移分析

4.3.1 等效模型的参数

4.3.2 车库的侧移分析

4.4 车库结构的内力分析及极限荷载

4.4.1 竖向荷载下的内力分析

4.4.2 水平荷载作用下结构的内力分析

4.4.3 竖向荷载作用下的极限荷载分析

4.5 算例分析

4.6 小结

结论

参考文献

致谢

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