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近年来,我国高层建筑迅速地向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展,转换层结构就是为适应这种要求而产生的。由于梁式转换层传力直接、明确,便于工程设计、计算,且造价较为节约是目前应用最为广泛的转换层结构形式。钢骨砼转换梁可以有效减小构件截面尺寸、减轻建筑自重、降低材料消耗、提高抗震性能,更好的满足建筑功能要求。但是对钢骨砼转换梁结构缺乏全面、完整的认识,需要对钢骨砼转换梁结构进行研究以确定设计的理论基础。
本文结合机械工业部第四设计研究院所设计的新乡市银马基业公司的银马花苑工程,对多跨(三跨)钢骨砼转换梁结构的受力特征、承载能力和变形规律进行了研究。主要完成以下研究内容:
1、本文在研究普通钢骨砼梁的基础上,借鉴其计算方法对普通钢骨砼梁正截面极限承载力公式进行改进,结合工程实际模型得到钢骨砼转换梁正截面极限承载力弯矩计算公式;通过对实际模型的验算发现理论计算结果接近工程实际结果,为实际工程应用奠定了理论基础。
2、本文在研究普通钢骨砼梁的基础上,借鉴其计算方法,提出了钢骨砼转换梁结构斜截面极限抗剪承载力的计算方法,并通过算例验证该方法的正确性。
3、本文结合某工程实例进行拟动力下的钢骨砼转换梁的有限元分析。利用ANSYS软件建立钢骨砼转换梁的三维实体模型,分析其在拟动力工况下的变形、受力特征和承载力,并与PKPM软件的计算结果进行对比分析。在此基础上,总结出实用的设计计算方法和合理的结构措施,为实际工程运用奠定理论基础。
本论文主要通过对钢骨砼转换梁结构的有限元分析,基本确定了钢骨转换梁在竖向荷载和水平荷载作用下的应力分布规律和传力途径,以及转换梁与上部剪力墙体共同作用的工作机理。研究结果表明:钢骨砼转换梁结构明显提高了整体结构的承载能力。本文研究结果为这种结构的实际工程应用提供必要的依据和设计建议。