山東建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文

1、本科畢業(yè)論文題 目：院 （部）： 管理工程學(xué)院專 業(yè)： 工程造價班 級： 造價1622姓 名： 學(xué) 號： 201602201056指導(dǎo)教師： 完成日期： 2016年11月15日目 錄摘 要··································&#

2、183;·······························ABSTRACT·················

3、···········································1 前 言1.1 空腹桁架鋼框架的特點及研究意義···

4、·····································11.2 空腹桁架鋼框架的研究現(xiàn)狀··········&

5、#183;···································31.3 現(xiàn)有研究的不足及本文的研究內(nèi)容···········

6、;·····························52 空腹桁架鋼框架有限元建模及驗證 2.1 引言················

7、3;·················································82.2

8、 彈塑性分析方法簡介················································&#

9、183;··122.3 ANSYS在空腹桁架鋼框架彈塑性分析中的應(yīng)用····························182.4 ANSYS分析模型正確性檢驗···········&#

10、183;································202.4.1 ANSYS分析模型概述··············&

11、#183;·································21.1 ANSYS分析模型概述·············

12、83;·······························212.5 小結(jié)·················&

13、#183;···············································213 空腹桁架鋼框架受力

14、性能有限元分析3.1 引言················································

15、;·················233.2 空腹桁架鋼框架與普通鋼框架力學(xué)性能對比····························

16、3;··263.3 影響空腹桁架鋼框架力學(xué)性能的因素·····································294 空腹桁架鋼框架極限承載力試驗研究4.1 試驗?zāi)康?#183;·&#

17、183;·················································&#

18、183;········304.2 模型設(shè)計依據(jù)·······································&#

19、183;·················324.3 試驗概況······························

20、3;······························354.4 試驗過程描述·················

21、3;·······································384.5 試驗結(jié)果·········

22、··················································

23、··454.6 小結(jié)··············································

24、3;··················555 結(jié) 論······························

25、83;·································56謝 辭···············

26、3;·················································

27、3;57參考文獻················································

28、3;··············58附 錄···································

29、;·······························59 摘 要空腹桁架鋼框架是在鋼框架的基礎(chǔ)上，通過取消框架中間的柱子來增大結(jié)構(gòu)的使用空間，同時為了不增大各個構(gòu)件的截面尺寸，在框架的隔層增設(shè)腹板柱形成空腹桁架與鋼框架組合的結(jié)構(gòu)體系。由于在鋼框架中增設(shè)腹板柱形成空腹桁架結(jié)構(gòu)，進

30、一步增強了結(jié)構(gòu)的水平剛度和豎向剛度，同時提高了結(jié)構(gòu)的整體工作性能，進而實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的大跨度。本文通過大量的算例分析，探討空腹桁架層的節(jié)間數(shù)、節(jié)間間距、腹板柱的剛度以及結(jié)構(gòu)的跨度對整體結(jié)構(gòu)的受力性能、極限承載力及破壞模式的影響，分析表明：通過合理的桁架層設(shè)計，可以有效的提高結(jié)構(gòu)的豎向剛度和水平剛度，以及結(jié)構(gòu)的極限承載力，并可以使結(jié)構(gòu)的塑性變形首先出現(xiàn)在腹板柱上，這有利于結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分布，增加結(jié)構(gòu)的延性性能，充分發(fā)揮構(gòu)件的極限承載能力。 關(guān)鍵詞：空腹桁架鋼框架；受力性能；彈塑性分析；極限承載力；試驗研究Analysis of the Load Bearing Behavior of Vierende

31、el Truss-steel Frame and Experiment StudyABSTRACTVierendeel truss-steel frame has wide technical application that can be applied to the staggered truss structure and transfer structure. It has important theory significance and value of technical application to research the behavior, the ultimate loa

32、d-carrying capacity and structural destroy mode.·········Key Words: vierendeel truss-steel frame；load bearing behavior；elastoplastic analysis；ultimate load-carrying capacity；experimental research 1前 言1.1 空腹桁架鋼框架的特點及研究意義空腹桁架鋼框架是在鋼框架的基礎(chǔ)上，通過取消框架中間的柱子來增大結(jié)構(gòu)的使用

33、空間，同時為了不增大各個構(gòu)件的截面尺寸，在框架的隔層增設(shè)腹板柱形成空腹桁架與鋼框架組合的新型鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式如圖1.1。由于在鋼框架中增設(shè)腹板柱形成空腹桁架結(jié)構(gòu)，進一步增強了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和豎向剛度，同時提高了結(jié)構(gòu)的整體工作性能，進而實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的大跨度，而且桁架層的上下弦梁的截面高度不大，不影響建筑物的使用，并可以在一定的建筑高度范圍內(nèi)代替鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)。與實腹式桁架和混合式桁架不同，空腹桁架鋼框架的節(jié)間無斜桿，在水平荷載作用下，桁架層剪力主要由腹板柱承擔(dān)。如果桁架層的結(jié)構(gòu)形式布置不合理，當(dāng)空腹桁架鋼框架的跨度很大時，結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下往往會產(chǎn)生過大的撓度，影響建筑物的

34、使用。但是，桁架層節(jié)間沒有斜桿，可以方便的在建筑物上布置門洞以及走廊，同時，在結(jié)構(gòu)受力分析上，空腹桁架鋼框架的內(nèi)力計算比較簡單，并且節(jié)點的處理比較簡單，傳遞路徑比較明確，在實際工程中得到廣泛的應(yīng)用。 圖1.1 空腹桁架鋼框架 圖1.2 交錯桁架結(jié)構(gòu)體系 空腹桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛，它可以組合應(yīng)用，例如：相鄰榀的空腹桁架按照一定的規(guī)律布置且腹板柱的高度等于層高時，就屬于交錯桁架結(jié)構(gòu)體系（如圖1.2）；空腹桁架也可以單獨應(yīng)用，例如作為結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層（如圖1.3）或者桁架式框架梁結(jié)構(gòu)（如圖1.4）等等。在實際工程的應(yīng)用中表明：空腹桁架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成相對簡單，受力性能良好，能夠在重載情況下實現(xiàn)較大的跨度，具有

35、其它結(jié)構(gòu)體系所不具備的優(yōu)勢。而鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、延性好、自重輕、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)勢，因此，將空腹桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)中也將會具有較好的受力性能。但是，目前人們對空腹桁架鋼框架的研究還處于初始階段，全面分析影響空腹桁架鋼框架受力性能的因素以及結(jié)構(gòu)的破壞形式對推廣空腹桁架鋼框架有重大的意義。 圖1.3 空腹桁架轉(zhuǎn)換層 圖1.4 桁架式框架梁結(jié)構(gòu)1.2 空腹桁架鋼框架的研究現(xiàn)狀 參考現(xiàn)有的理論研究以及在實際工程中的應(yīng)用，涉及到對空腹桁架結(jié)構(gòu)的受力性能分析的理論和試驗研究主要集中在交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)體系和轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上，但是由于兩者的結(jié)構(gòu)形式不同，其研究的內(nèi)容也不同。本文分別介紹以下空腹桁架在這兩方面的

36、理論和試驗研究，進一步分析空腹桁架鋼框架的受力性能。 交錯桁架結(jié)構(gòu)體系中的空腹桁架交錯桁架結(jié)構(gòu)體系的概念最早是由LeMessurier咨詢機構(gòu)的研究小組在二十世紀六十年代初期提出的，目的是為高層公寓建筑提供更經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)形式 劉國鈞：圖書館史研究，高等教育出版社1979年版，第15頁。，美國麻省理工學(xué)院則在六十年代中期將其開發(fā)成為一種新型的結(jié)構(gòu)體系。交錯桁架結(jié)構(gòu)體系主要由柱子、桁架、樓板組成，柱子沿房屋外側(cè)周邊布置，中間無柱。桁架在相鄰柱列的上下層交錯布置，樓板一端擱置在桁架的上弦，另一端則支承在相鄰桁架下弦。桁架主要包括空腹桁架、實腹式桁架和混合式桁架。 到目前為止，國外學(xué)者對交錯桁架結(jié)構(gòu)體系的研究主要集中在結(jié)構(gòu)的整體工作性能上，包括交錯桁架的彈性、彈塑性受力性能以及在地震荷載作用下的動力特性等，對單榀空腹桁架受力性能的研究甚少。（正文略）2.4.2 ANSYS分析結(jié)果驗證（正文略）。如表2.2，由于本文沒有對應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進行簡化，雖然計算時間較長，但是計算結(jié)果更加接近試驗值，同時驗證了本文ANSYS參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性。 表2.2 試驗值、文獻分析的數(shù)值和ANSYS分析值的對比鋼框架極限承載力（KN）柱頂位移（mm）誤