【摘 要】
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悬挂结构以其良好的建筑适应性、明确的传力路径以及潜在的高效结构性能等综合优势,深受建筑师和结构工程师的青睐,在国内外众多标志性的高层建筑中得到应用。在我国装配式建筑发展如火如荼的今天,如何应用高强钢材构建一种新型的装配式高层悬挂钢结构体系,并将其推广应用于示范工程,本文依托国家自然科学基金项目(51578357)的资助,针对其关键技术问题开展理论分析及试验研究,主要研究内容结论如下:(1)在文献查
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(51578357);
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悬挂结构以其良好的建筑适应性、明确的传力路径以及潜在的高效结构性能等综合优势,深受建筑师和结构工程师的青睐,在国内外众多标志性的高层建筑中得到应用。在我国装配式建筑发展如火如荼的今天,如何应用高强钢材构建一种新型的装配式高层悬挂钢结构体系,并将其推广应用于示范工程,本文依托国家自然科学基金项目(51578357)的资助,针对其关键技术问题开展理论分析及试验研究,主要研究内容结论如下:(1)在文献查阅及调研的基础上,重点评析了现有悬挂建筑结构体系的国内外研究进展、优缺点及适用范围。(2)提出了一种新型的全装配高层钢框架悬挂结构体系。该体系的主要特色及创新点在于:1)Q390钢材的首次应用;2)部分钢柱因悬挂而改变了传统的压弯状态为拉弯状态,构件设计变稳定控制为强度控制,大大节约了钢材;3)悬挂吊点全部采用高强度螺栓、无焊缝,实现了100%的全装配。(3)借助通用结构分析软件MIDAS对该新型结构体系进行了系统的结构设计及理论分析,将其应用于太原某示范工程。验证了该体系的安全性、经济性,尤其是良好的抗震性能及综合优势。(4)针对该新型悬挂结构体系中悬挂吊点所采用的M39高强度螺栓,借助MTS Lankmark370.50疲劳试验机进行疲劳性能的试验研究,得到了疲劳曲线(S-N曲线),建立了其常幅疲劳设计方法,避免了疲劳破坏的隐患;采用Phenom扫描电镜,对疲劳断口进行宏观和微观分析,揭示了疲劳破坏的机理。在此基础上,结合中国气象局气象数据中心所统计的实测风速资料数据集,得到了该体系在风荷载作用下各悬挂吊点连接处高强度螺栓所受的应力幅及循环次数,并对最危险吊点处的高强度螺栓进行了疲劳验算。
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