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《山东建筑大学》 2014年
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地下车库采用板柱体系时结构设计中关键问题的研究与应用

邓浩  
【摘要】:地下车库采用板柱结构体系相对于普通梁柱体系有许多好处:施工简单便捷,可以缩短工期;可以降低层高,从而减少土方开挖量,降低地下车库造价。近年来,由于城市人口的不断增加以及城市规模的不断扩大,地上空间资源的利用已达到极限,使得地下工程得到迅猛发展,地下空间资源正在逐步被充分利用。其中,地下工程被大量用于停车场、地下商场,为人们安全舒适的公共生活做出了突出贡献。随着经济水平的不断进步,该类工程的应用前景十分光明,将会被大量应用到城市建设中。 本文结合一个实际工程中板柱结构体系在地下车库中的应用来展开论文工作。该工程是大明湖百花洲B区的地下车库,位于济南地下泉脉区,毗邻大明湖风景区,地上部分要与周围环境和谐一致。该地下车库采用板柱结构体系是考虑了诸多因素综合考虑后决定的。目前,地下车库采用板柱结构体系时仍然存在一些需要解决的问题,例如顶板计算模型的选取与有限元计算结果如何应用、顶板的抗震问题、底板计算模型的选择及有限元计算结果的处理以及车库顶板与侧墙的共同工作等。本文就是希望通过运用有限元软件进行分析研究解决其中的部分问题,为实际工程应用提出建议和依据。 本文先建立一个板柱结构的有限元模型进行了竖向荷载作用下板柱结构的内力分析。当结构处于弹性阶段时,分析结构在该阶段的变形及内力分布规律,并找出有塑性发展趋势的单元。根据有限元分析结果的数值与常规经验系数法的数值进行数值比较。当结构处于塑性阶段时,分析结构的变形与内力的变化以及裂缝的开展情况。并对模型进行了pushover分析,判断塑性铰的出铰顺序与位置,同时分析板中应力变化,评价结构的抗震性能。 然后结合大明湖百花洲B区地下车库的具体工程实例,利用有限元分析结果进行了工程设计与分析:对设计中虽然支座负弯矩变化梯度很大但仍采用均布配筋的疑虑给出分析与解释,简介了采用方形柱帽的合理性;考虑了地下车库的整体抗浮设计,对底板进行了配筋设计;考虑了顶板与侧墙的共同工作原理,对四周侧墙进行了配筋设计。 通过对模型的有限元分析,得出了在竖向荷载作用下板柱结构弹性阶段的变形和内力分布规律,并用弹性阶段有限元计算结果与经验系数法的弯矩数值进行了对比,两者较为吻合;分析了塑性阶段板柱结构的内力和变形以及裂缝的开展情况。通过对模型进行Pushover分析,得出了出铰顺序和塑性铰的分布情况;研究了模型的抗震性能,得出了模型满足大震不倒的抗震设防要求。结合前面有限元分析结论,分别对工程中车库顶板、底板和车库外墙进行了计算分析与配筋设计,更好地指导了工程实践,对有限元计算结果进行了合理的处理运用。
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU93

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