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小高层钢结构住宅双重抗侧力体系抗震性能研究

侯桂欣  
【摘要】: 钢结构建筑被誉为21世纪的“绿色建筑”。和传统的混凝土结构相比,它具有自重轻、抗震性能好、灾后易修复、基础造价低、材料可回收和再生、节能、省地、节水等优点。作为一种绿色环保建筑,近年来,钢结构住宅已被建设部列为重点推广项目。社会的改革开放和经济发展,尤其是钢产量的大幅度提高,新型建筑材料、建筑技术的改进、应用和近年来钢结构住宅的工程实践经验的积累,都为钢结构体系的应用奠定了基础,创造了发展这一产业极为有利的环境。 纯钢框架结构体系能够为建筑提供较大的室内空间,且结构各部分刚度也比较均匀。钢框架结构有较大的延性,自振周期长,对层数不多的低矮建筑而言,框架结构是一种比较经济合理、运用广泛的结构体系,但钢框架结构的侧向刚度小,侧向位移大,容易引起非结构构件的破坏,因此钢框架结构体系不宜建造太高。 支撑对结构的抗侧力贡献很大,造价也比较经济,结构施工速度快,是小高层住宅的理想结构体系。而钢框架-偏心支撑和钢框架-中心支撑结构体系相比较,钢框架-偏心支撑在小高层住宅结构体系中不能充分发挥其优势,抗侧能力和钢框架-中心支撑相差不大,所以确切说来,钢框架-中心支撑结构体系是小高层住宅的理想结构体系。 利用SAP2000有限元软件,通过模态分析计算了分别采用钢框架结构体系、钢框架-中心支撑结构体系、钢框架-偏心支撑结构体系的十一层住宅的振型及频率;输入ElCentro地震波,分别对三种结构体系下十一层住宅进行了动力响应分析,比较了不同体系中顶点位移、层间位移及层间位移与层高之比随抗侧刚度的变化规律;不同体系各层层间位移与层高之比最值的变化规律。 本文通过一系列的分析,对小高层钢结构住宅采用哪种结构体系进行了的研究和探索,研究成果对于推动小高层钢结构住宅的发展和完善具有一定的指导意义和参考价值。


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