组合结构在立体车库中的应用研究

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随着经济、社会的飞速发展,城市用地越来越紧张,市区停车位越来越紧缺。为了缓解城市停车难的问题,兴建立体停车库是一个行之有效的办法。立体停车库结构具有高宽比大、动载明显、侧向刚度弱、风荷载作用敏感的特点。目前的立体停车库大都采用全钢结构。而钢-混凝土组合结构是一种充分利用钢材和混凝土各自优势的一种新型结构,具有截面高度小、自重轻、延性好的优点,在普通民用建筑中已有大量应用。本文将其引入到立体车库结构中,分析采用组合立体车库结构的静力和动力特性,主要包括以下内容:对立体车库结构的发展历史、建筑功能要求、建筑平面和立面布置要求、常见立体车库种类、立体车库结构形式、国内外研究现状进行了分析总结。对组合结构的结构形态、受力特点、研究现状进行了归纳。探索了将组合结构应用于立体车库结构中的可行性及具体实施办法,考虑采用方钢管混凝土或者圆钢管混凝土柱作为立体车库的竖向受力构件。采用有限元分析软件建立了组合立体车库结构的三维空间模型,分析了结构在弹性阶段,结构的顶点位移、层间位移、层间位移角、刚重比、剪重比、位移比、轴压比等参数,并与规范要求进行了比较,表明钢管混凝土柱组合立体车库结构在弹性阶段具有较好的抗震性能指标,满足设计要求,且其经济性要优于H型钢框架结构。在SAP2000软件中,为钢管混凝土柱组合立体车库结构定义屈服铰,进行了弹塑性分析。分析表明,钢管混凝土组合立体车库结构具有较好的延性,在极限荷载作用下,塑性铰出现的次序是支撑、梁、柱,其薄弱层出现在第5层位置,对立体车库结构抗震概念设计提供了一些建议。对钢管混凝土立体车库结构进行了动力特性分析,讨论了车库在不同的停车工况下。结构的振型与频率特点。分析表明,随着停车数量的增多,结构的各阶频率对应降低,局部振动更加明显。
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