郑州市瞪羚产业园模块化办公楼隔震设计与分析

发布时间：2020-06-24 21:24

【摘要】：我国幅员辽阔,很多地区地震高发,尤其在人口稠密地区,地震所带来的危害损失惨重。本文将隔震技术运用到模块化建筑中去,并结合实际的工程案例研究,探寻提高和改善模块化结构安全度及性能的方法,主要研究内容如下:(1)归纳总结了国内外装配式以及模块化隔震建筑的研究现状,探讨了核心筒-模块结构的等效建模方式,并说明了其建模的合理性,得出水平双梁双柱模块化建筑模型简化处理方法,考虑100mm间距的水平双柱和竖向双梁精细化模型,并对比了等效建模和精细化建模的差别,最终选择了双梁双柱的精细化建模方式。(2)进行了模块化隔震结构性能化的抗震设计方法的探讨。将性能化抗震设计的思想运用到模块化隔震建筑的设计中去,阐述了性能化设计的设防目标和主要步骤,将模块化结构抗震性能指标设定为4个等级,抗震性能分为6水准,将性能水准进行合理的量化。着重阐述了基于直接位移的抗震设计方法,它是基于性能的设计方法之一,要求在设计之初就要把位移当成把控结构设计的基本指标,这种方法过程简单,概念清晰,能够更好地提升了模块化建筑的整体抗震性能。(3)对于郑州市经济技术开发区瞪羚产业园拟建的7层模块化办公楼示范工程,首先进行模块单元的划分和构件尺寸选取,并进行了三种方案的比对,最终选择了第三种方案,再用SATWE建立精细化的模型,并将模型导入到有限元软件ETABS中去,为了校核所建立的非隔震模块化结构模型的正确性,将模型在两个软件中的质量、周期和层剪力等作了对比,表明结果相近,验证了模型的准确性。(4)筛选出了2条实测地震波和1条人工波,对7层模块化办公楼模型进行三种地震波多遇和罕遇地震作用下的时程分析,对比了隔震/非隔震结构加入隔震措施后模块化建筑结构受力性能的影响,结果表明在加入隔震装置后的模块化建筑的层间剪力、层间位移、加速度等参数均有较大幅度的减少,减震率在50%左右,说明模块化隔震建筑起到了良好的隔震效果。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.12
【图文】：

模块单元,施工现场,农民工

实现工业化、现代化发展，传统的分包制度也将会受到严峻考验，施工现场不再需要大量的农民工。取代他们的将会是知识型年轻建筑产业化工人，原有的农民工清包工合同模式也将会不复存在，建筑产业也将会进入到蓝领的年代[1]。预制装配式建筑是通过将工厂生产制造的预制单元体通过运输到施工现场，再进行吊装安装而建造形成的结构。在形式上，它可以分为混凝土结构，钢结构（包括轻钢结构和重型钢结构）和木结构。装配式是工业化建筑的重要组成部分。模块化建筑是指建筑物的各个子系统，包括结构骨架，外壳组件，功能组件等所有这些都是在工厂制造，形成一个整体的单元模块，组装成的房屋系统通过运输施工现场组装（如图 1-1 所示）。模块集成的建筑组装率很高，是预制建筑的高端模式[2]。2016 年国务院在《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出预制建筑的发展是供给侧结构改革和新型城镇化发展的重要措施，需要 10 年时间才能使装配建筑占新建筑的 30％。2016 年建筑业现代化纲要明确指出，到 2025 年，预制建筑与新建筑的比例将达到 50％。

模块化

人们早在很久以前就已经创建了模块化架构设计的概念，许多建筑师提出了类似于模块化架构的设计概念。比如在上世纪四五十年代法国蜚声国际的建筑大师勒·柯布西耶就曾提出了“抽斗式住宅”的构思，把建筑的使用部分与承重部分划分开，1964 年，英国建筑师柯克提出了“高层插件屋”的设计。他不是把预制模块单元插在框架内，而是将它们插在装有电梯、管线的承重筒体上，在 1976 年前苏联工程师玻利索夫斯基甚至有提出过悬浮式的模块化建筑设计方案[5]。在模块化建筑发展初期，只有比较有限的房屋设计样式，大部分厂家都是根据客户的需要来对模板房屋进行一定的改动，在风格上它总是单一的和过时的。并且出现了越来越多的设计方案，这也迎合了公众对模块化建筑需求多样化，同时，模块化建筑在开发过程中变得越来越流行。目前制造的模块化建筑主要由建筑结构系统，外围护系统，设备和管道系统和内装系统四大部分组成[6]（如图 1-2 所示）。模块化建筑是随着工业化发展和城市化进程而发展起来的，人们已经普遍认同可持续发展是社会经济发展的最佳模式，它也将成为建筑业未来发展的重点。

【参考文献】