超高層建筑體系環(huán)帶轉(zhuǎn)換桁架施工力學(xué)性能研究.pdf

1、環(huán)帶轉(zhuǎn)換桁架作為超高層建筑體系加強層的重要組成部分，由于其獨特的抗側(cè)性能和荷載的轉(zhuǎn)換作用，在現(xiàn)代超高層建筑體系得到了廣泛的應(yīng)用：一方面，環(huán)帶轉(zhuǎn)換桁架與其他支撐結(jié)構(gòu)、伸臂桁架及斜撐共同組成加強層，共同抵抗外荷載如風(fēng)荷載或地震作用；另一方面，環(huán)帶桁架作為轉(zhuǎn)換桁架，將樓面上的荷載通過環(huán)帶桁架傳至巨柱，起到轉(zhuǎn)換作用。但由于環(huán)帶桁架為超高、超大跨度、超重的雙層平面桁架，且其巨柱結(jié)構(gòu)怪異、節(jié)點復(fù)雜、鋼板厚度大(有的達到150mm以上)，構(gòu)件尺寸大、

2、重量大材料等級較高(一般為Q345GJC，甚而有大量的Q390D，Q420D和Q460E)，基于以上的特點，環(huán)帶轉(zhuǎn)換桁架在施工時給施工人員帶來了極大的不便，因此本文就環(huán)帶轉(zhuǎn)換桁架在施工過程的力學(xué)性能進行分析研究。
　　本文基于大型有限元軟件 ABAQUS軟件，建立單個環(huán)帶桁架和一層環(huán)帶轉(zhuǎn)換桁架體系的有限元模型，對其在施工過程的受力性能進行了仿真監(jiān)測分析，分析環(huán)帶桁架在安裝過程應(yīng)力和變形的變化，明確初始缺陷和殘余應(yīng)力對鋼結(jié)構(gòu)的受力性

3、能影響，并對巨柱復(fù)雜節(jié)點進行了分析研究，以期為工程實際施工提供指導(dǎo)，主要工作包括以下幾個方面：
　　(1)基于ABAQUS有限元軟件，對帶狀轉(zhuǎn)換桁架在施工過程進行仿真監(jiān)測，主要包括施工過程的應(yīng)力、變形和支座變形等，并就其不同的施工安裝順序以及整體安裝進行了對比分析，分析不同安裝方法過程中桁架的應(yīng)力路徑和時變效應(yīng)，以此來指導(dǎo)施工方案的合理性。通過對安裝過程的監(jiān)測，可以對后續(xù)安裝過程中的起拱效應(yīng)提供指導(dǎo)。
　　(2)基于一致缺陷

4、模態(tài)法，用有限元軟件ABAQUS對考慮初始缺陷的桁架進行受力分析，比對初始缺陷對環(huán)帶轉(zhuǎn)換桁架的影響，并對桁架中巨型鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力進行了初探。
　　(3)對整個環(huán)帶轉(zhuǎn)換桁架體系進行了施工仿真監(jiān)測，分析在施工過程中柱子的位移變化，桁架應(yīng)力及變形的變化，桁架平面內(nèi)、平面外的位移變化，分析了各個桁架在安裝過程中是否對其他桁架有所影響?；诰拗c桁架連接的復(fù)雜性，最后分析了巨柱復(fù)雜節(jié)點在施工前和施工后節(jié)點受力的不同影響程度