空间网格式框架结构在多、高层大开间灵活划分房间石膏节能建筑中的研究与应用综述

将"工业固体废渣资源化"是我国建设生态文明型、资源节约型国家的重要举措.制造磷酸排放的大量磷渣(二水石膏)和火力发电厂排烟的大量脱硫石粉的固体废渣,通过工艺转化为"磷石膏"(半水石膏)及"脱硫石膏",两者与天然石膏具有相同的物理、化学指标.石膏类材料另一特性是浇制后的浆液初凝时间快,加缓凝剂后仅30分钟,是砼初凝时间(8小时)1/16,利用此原理采用砼与石膏浆液分层分段浇制成型,从而形成几种新型砼结构体系.正值我国钢结构住宅建筑发展之际,课题组推出"浇制石膏、装配整体式钢网格式框架结构",应用于大开间多高层节能建筑.这些石膏、砼和石膏、钢结构新体系是以多项国家发明专利作为技术支撑,通过理论分析、科学试验及工程实践,使"变废为宝"的磷石膏、脱硫石膏等石膏类材料取代传统的粘土砖、水泥标砖形成的砌体,对节约土地资源、循环经济均具有显著的促进作用.本课题是一项较庞大的系统工程.本文仅对课题的新型结构体系各方面内容进行综合性介绍,以期"抛砖引玉",在充实提高的基础上,形成具有我国自主知识产权的建筑结构新体系.

新型RC网格式框架结构墙体试验研究

为研究新型RC网格式框架结构承载力、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度和耗能能力等受力性能,进行了3榀1/5缩尺墙体模型在低周反复水平荷载作用下的试验.试验结果表明:新型RC网格式框架结构表现出框架结构的受力特性,试件各层均出现反弯点,为剪切型破坏;滞回曲线饱满,有较强的耗能能力;延性比常规框架好;试件屈服后,刚度退化较快,临近破坏时,刚度退化缓慢.考虑材料、几何和接触非线性,运用有限元软件AN-SYS对相同条件下填充磷石膏的网格式框架结构墙体进行计算,有限元计算屈服时墙体顶点最大水平位移比试验大约5.8%,与试验结果吻合较好.新型RC网格式框架结构是介于框架结构和密肋网格式剪力墙结构受力性能之间的一种结构形式,适用于建造高层住宅及办公建筑等.

磷石膏墙体钢筋混凝土网格式框架结构动力反应数值分析

磷石膏墙体钢筋混凝土网格式框架结构是在常规框架内再设置横梁和竖柱形成的一种新型结构体系,采用磷石膏作为此种结构墙体填充材料。采用空间杆-薄壁杆系有限元模型,并将网格式框架结构与框架结构、剪力墙结构进行动力反应数值分析对比。分析结果表明:框架结构刚度小,因地震波引起的楼层剪力、楼层弯矩较小;剪力墙结构刚度大,地震作用下产生的楼层剪力和楼层弯矩也较大;网格式框架结构自振周期、变形和地震反应力均介于框架结构和剪力墙结构之间。网格式框架结构通过减轻自重、调整自振特性克服框架结构和剪力墙结构的一些弱点,与框架结构相比提高了结构刚度、与剪力墙结构相比减轻结构自重,减小了结构的侧向变形与地震作用。

高层磷石膏墙体网格式框架结构受力性能分析

高层磷石膏墙体网格式框架结构在水平荷载下,内力不以剪力为主,整体弯矩起主要控制作用。采用有限元软件PKPM,以层数为变化参数,研究水平及竖向荷载作用下整体弯矩对结构受力性能的影响。计算结果表明:整体弯曲对底层柱底倾覆弯矩影响较大,轴力基本呈线性关系增加,而对倾覆剪力的影响较小。其底部变形呈弯曲型,上部变形呈剪切型。边框架柱截面面积相等时,矩形框架柱承担轴力和剪力分别比L形大2%和15%;边框架柱截面惯性矩相等时,矩形框架柱承担轴力和剪力分别比L形大9%和18%。