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寻找高层钢结构住宅结构体系抗震性与经济性研究工艺

需求领域:新材料 所在地:河南省/新乡市 研发经费:面议

发布时间:2020-01-08 期望解决时间:2022-01-08

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需求描述

钢结构住宅与传统混凝土相比,具有抗震性能好、自重轻、承载力高、施工速度快、周期短等诸多优点。但由于高层房屋结构的特点对结构设计提出了一系列的重要问题,特别是抗震结构,由于地震作用是不确定的,人们对于它发生时的地面运动的多项参数无法确切预测。因此,无法单纯用计算手段予以解决。在钢结构住宅方案比选的过程中,良好的结构体系是高层钢结构房屋设计的重要组成部分。因此,该项目拟针对高层钢结构住宅结构体系的抗震性与经济性展开研究,主要研究内容有:

(1)分析高层钢结构住宅几种常用的结构体系及抗震理论,从布局形式、受力变形、总体特征到各种结构体系的适用范围。为了满足抗震的要求,对于不同场地类别、不同高度的住宅可以选择不同的结构体系,不同结构体系的差别最明显的就在于抗侧移能力的大小。另外,结构体系的选型还应综合考虑建筑户型、建设成本等因素。

(2)以特定的工程(如卫辉住宅项目)为原型,进行实例分析。分别建立纯钢框架、钢框架—支撑、钢框架—剪力墙、钢框架——核心筒等不同结构体系的三维模型,采用SATWE软件(或其他软件)进行8度多遇地震下的振型分解反应谱法分析,通过比较几种结构在地震作用下的响应,得到整体稳定性能、振型和周期、层间位移、剪重比等计算结果,剖析其在抗震性能方面的特性,对几种不同结构体系适合的使用体系进行对比分析,研究不同结构体系下,如何提高其抗侧移能力。

(3)对高层钢结构住宅非承重结构体系进行研究,包括建筑外围护结构和内隔墙的构造形式、与承重结构的节点连接方式等,实现非承重结构体系与承重结构体系的抗震柔性连接。

(4)分析高层钢结构住宅体系的造价、综合经济效益及环境性能,找出影响钢结构住宅体系造价、综合经济性能等的主要因素。

(5)通过对高层钢结构整体特性的总结,提出一些关于结构选型、抗侧力体系布置、构件选用和高层钢结构住宅的产业化推广提供参考和建议。

1、需要解决的技术难题和需求:

(1)地震力作用下,减小结构的整体变形和位移;

(2)对非承重结构体系形式及其与主体结构的连接;

(3)针对不同工程特点,高层钢结构住宅结构体系与其综合经济效益及环境性能最佳的选择分析。

2、技术难点:

(1)针对不同结构体系,如何提高其抗侧移能力,减小整体变形和位移;

(2)非承重结构体系形式及其与主体结构之间的连接。

3、需达到的主要技术经济指标:

针对我国目前钢结构住宅建设的现状,通过对高层钢结构的结构体系、非承重结构体系以及整体结构特性上进行研究分析,提出经济合理、技术可行,且满足舒适度的不同高层钢结构住宅体系,其抗侧移能力显著大于传统混凝土结构,且大于优化前的高层钢结构住宅体系,相对于传统混凝土结构,降低建筑造价>8%,增加使用面积>8.5%,缩短施工工期56%,申报专利、工法、发表核心论文等科技成果不少于4项。

4、技术应用领域:

该项目拟列入高技术服务领域。


希望能有机会与各类思想超前、技术先进、拟在高层钢结构住宅结构体系领域有所突破的高校、科研院所开展密切的产学研合作,共建创新载体

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