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本文对目前钢结构住宅的各种结构体系进行了综述,分析了其优、缺点,并结合工程实例说明了他们的应用情况及技术经济指标。同时,介绍了我们正在研究的小高层钢-混凝土混合结构住宅体系及研究进展情况。
设计了小高层钢-混凝土混合结构住宅体系。选择了3套钢结构住宅建筑方案,并进行了结构布置和计算分析,经过造价、受力性能、施工方便等多方面比较,挑选了一个较优化的结构方案作为我们的试验对象,并按照模型相似理论设计了一个1:3的钢-混凝土混合结构试验模型。
提出了钢-混凝土混合结构的弹塑性有限元分析方法。钢筋混凝土构件采用三分量模型推导了带刚域杆件的弹塑性刚度矩阵,钢构件采用双分量模型,并分别采用退化三线型和双线型恢复力模型编制了钢-混凝土混合结构弹塑性全过程分析程序。其中考虑了钢框架中单独作为单元的节点域的剪切变形以及结构的几何非线性。应用该程序对已有的混合结构试验模型进行了非线性全过程分析,计算结果与试验结果吻合较好,表明本文所采用的分析模型和计算方法是合理的,可以运用到混合结构的弹塑性地震反应分析中去。
应用编制的程序研究了不同刚度特征值对钢-混凝土混合结构中钢框架所承担的剪力比的影响。建议在设计钢-混凝土混合结构时,为保证结构的安全,有必要使钢框架承担的剪力不小于底部剪力V的33﹪~41﹪。应用该程序对第三章设计的试验模型进行了非线性全过程分析,结果表明,混合结构弹性层间位移角限值可以取为1/614,而极限层间位移角则可以取为1/28,这些可为混合结构在实际工程中的应用提供参考。