严寒地区雪荷载作用下钢结构住宅的力学性能分析
本文选题:钢结构住宅 切入点:超越雪荷载 出处:《沈阳建筑大学》2013年硕士论文
【摘要】:伴随着时代的发展和科技的进步,钢结构因其优良的材料性能在建筑行业得到广泛的关注和使用。日前在我国在北京、天津、山东、安徽、上海、广东、浙江、武汉多地试建了多批多层及高层钢结构住宅,2010年4月宝钢集团铁西区工人新村三期钢结构住房项目的正式开工和鞍山市大公堡钢结构住宅小区的开工建设标志了钢结构住宅在东北地区发展的开始,呈现了良好的发展势头。 而近年来暴雪灾害频发,尤其以07年东北大雪和08年南方雪灾最为严重,大量钢结构建筑发生了破坏,造成了巨大的经济损失。根据研究表明,07年大雪的雪荷载远远超过了规范给出的基本雪压,而且在女儿墙,高低屋面等在易积雪处可达5倍的基本雪压,很多钢结构厂房,桁架屋面在这次大雪下发生了破坏。超越雪荷载对与东北地区的钢结构住宅来说无疑是个巨大的考验,钢结构住宅在超越雪荷载作用下的力学性能有待于研究。 本文以实际工程为模板,设计两种钢结构住宅,利用MIDAS.GEN计算分析软件模拟钢结构住宅在严寒地区施工阶段遇雪时、正常使用状态时和在超越雪荷载作用时结构的破坏过程,分析钢结构住宅在全跨和半跨超越雪荷载作用下的力学性能。对结构的强度和稳定破坏进行了分析,虽然钢梁上铺有密铺板,在跨中正弯矩下不发生失稳,但是在由于钢结构住宅采用的连续梁,结构在负弯矩作用区会出现畸变失稳。对低温、大雪和大风同时作用的极端情况进行分析,考虑了温度荷载、雪荷载、风荷载共同作用在结构上的情况,提出了有效避免该情况发生的施工措施和设计建议。对双坡屋面分别进行了雪荷载均匀分布和非均匀分布两种情况的分析,并对其主要构件进行了强度和稳定性验算。加强结构的薄弱构件后再次进行分析,对比加强前和加强后的性能差异,结果表明在对结构屋顶层纵横主梁进行加强后可以有效的避免屋面的破坏。
[Abstract]:With the development of the times and the progress of science and technology, the steel structure has been widely used in the construction industry because of its excellent material properties, in Beijing, Tianjin, Shandong, Anhui, Shanghai, Guangdong, Zhejiang, China a few days ago, Many lots of multi-storey and high-rise steel structure houses were built in Wuhan. In April 2010, the construction of the third phase steel structure housing project in Tiexi New Village, Tiexi District, Baosteel Group, and the start construction of the Dagongbao steel structure residential district in Anshan City marked the start of construction. The beginning of the Development of Steel structure residence in Northeast China, It has shown a good momentum of development. In recent years, heavy snow disasters have occurred frequently, especially in Northeast Greater Snow in 2007 and southern China in 2008. A large number of steel structures have been damaged. It caused huge economic losses. According to research, Greater Snow's snow load in 2007 far exceeded the basic snow pressure given in the code, and the basic snow pressure in parapet walls, high and low roofs, etc., could reach 5 times the basic snow pressure in areas with easy snow cover. Many steel buildings, The truss roof has been destroyed under Greater Snow this time. The surpassing snow load is undoubtedly a great test to the steel structure residence in Northeast China. The mechanical properties of the steel structure residence under the action of exceeding snow load need to be studied. In this paper, two kinds of steel structure residence are designed with actual engineering as formwork, and the failure process of steel structure housing is simulated by MIDAS.GEN calculation and analysis software when it meets snow in the construction stage in severe cold area and when the structure is in normal use and when the snow load is exceeded. This paper analyzes the mechanical properties of steel structure residence under the action of full span and half span surpassing snow load. The strength and stability failure of the structure are analyzed. Although the steel beam is covered with dense slabs, there is no instability under the mid-span bending moment. However, because of the continuous beam used in the steel structure residence, the structure will be distorted and unstable in the negative moment zone. The extreme cases of low temperature, Greater Snow and strong wind acting simultaneously are analyzed, and the temperature load and snow load are taken into account. The paper puts forward the construction measures and design suggestions to avoid the wind load acting together on the structure. The uniform and non-uniform distribution of snow load on the double slope roof is analyzed respectively. The strength and stability of the main components are checked. The weak members of the strengthened structure are analyzed again, and the performance differences before and after strengthening are compared. The results show that the roof damage can be effectively avoided by strengthening the longitudinal and transverse main beam of the structure roof layer.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU391
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,本文编号:1666255
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