现浇石膏外墙钢筋砼高层网格盒式筒中筒结构研究与应用

摘要

本文提出了一种新型的钢筋混凝土结构体系—以石膏为填充外墙的钢筋混凝土网格盒式筒中筒结构,它不仅在建造中大量使用了脱硫石膏和磷石膏,符合我国经济建设中“减量化、再利用和资源化”的循环经济三原则的要求;而且其结构性能、建筑功能和经济性能都优于常规的筒体结构,是对传统的结构体系的开拓和创新。
　　绪论介绍了工业石膏的物理、力学性能及其在国内的分布状况,以及工业石膏节能建筑的研究现状及应用情况;介绍了本文的选题意义和主要研究内容。
　　介绍了钢筋混凝土网格盒式筒中筒结构中的外网格式框架的组成特点,采用力学计算方法分析了网格式框架的侧移性能以及影响侧移的主要因素;研究了网格式框架中网格尺寸对框架性能的影响,得出了合理的网格尺寸;对一榀框架进行了推覆分析,研究了网格式框架结构的抗震性能;为今后设计网格式框架提供了设计依据。
　　阐述了钢筋混凝土网格盒式筒中筒结构中的密肋井字空腔大板的组成特点,采用连续化的方法建立了其力学计算模型并推导了其基本力学方程,并提出了该大板实用计算方法。结合本体系转化项目正在施工的楼板,对8.4米×8.4米范围的大板进行了现场载荷试验,试验结果表明,该大板空间作用效果明显,实测刚度较实用计算方法大,采用实用计算方法能满足设计要求。
　　把网格盒式筒中筒结构简化为内、外两个实心筒,实心筒之间通过平面刚度无穷大的楼板连接,楼板和内外筒之间铰接,把结构连续化,采用最小势能原理,推导出了钢筋混凝土网格盒式—筒中筒结构的侧移方程及结构构件的内力计算,并通过一实例对推导出的公式进行了验证,结果表明连续化分析方法精度较高,可以满足工程计算要求。
　　以本体系的转化项目—唐山建华工程质量检测有限公司办公楼为例,对比分析了本结构体系和常规的筒中筒和框架核心筒体系的力学性能和经济性,结果表明:本体系的抗侧刚度最大、竖向刚度分布均匀、内外筒的协同工作性能良好。并在各项力学性能指标均优良的情况下,结构的含钢量和混凝土用量最小,具有良好的经济效益。
　　最后对网格盒式筒中筒结构结构进行了动力弹塑性分析,该体系能够满足在罕遇地震下结构的各项指标要求,塑性铰首先出现在剪力墙的连梁,外网格式框架的塑性铰先出现在梁端。该体系表现出了优良的抵抗罕遇地震的能力。

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第一章 绪论

1.1脱硫石膏与磷石膏

1.2 工业石膏节能建筑的研究现状及应用

1.3 建筑工程中大量应用工业石膏是其应用新途径

1.4选题的意义和论文研究的主要内容

第二章 钢筋混凝土网格式框架力学性能研究

2.1钢筋混凝土网格式框架的组成特点

2.2钢筋混凝土网格式框架的侧移计算

2.3网格式框架的合理的网格尺寸

2.4网格式框架的侧移曲线

2.6本章小结

第三章 石膏模壳填充的井字空腔大板的理论与试验研究

3.1引言

3.2井字空腔大板的材料

3.3井字空腔大板的基本几何尺寸和构造

3.4井字空腔大板的力学特点

3.5井字空腔大板的连续化分析方法

3.6井字空腔大板试验研究

3.7本章小结

第四章 钢筋混凝土网格盒式筒中筒结构连续化分析

4.1高层建筑的连续化原理

4.2 最小势能原理

4.3 网格盒式筒中筒结构计算模型

4.4网格盒式筒中筒结构连续化分析

4.5结构构件的内力计算

4.6 算例验证

4.7本章小结

第五章 钢筋混凝土网格盒式筒中筒结构综合性能研究

5.1 国内外钢筋混凝土筒体结构的基本组成与力学特性

5.2新型钢筋混凝土盒式筒中筒结构体系

5.3钢筋混凝土盒式筒中筒结构体系的力学性能研究

5.4 经济效益技术指标

5.5本章小结

第六章 钢筋混凝土网格盒式筒中筒结构时程分析

6.1引言

6.2结构的抗震设计

6.3杆件的弹塑性单元

6.4 结构的弹塑性计算

6.5本章小结

第七章 结论及展望

7.1结论及建议

7.2展 望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢