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门式刚架轻型房屋钢结构基础的设计与研究

作　者: 章军
导　师: 王元清
学　校: 清华大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 轻钢结构基础柱脚锚栓构造措施地基沉降位移
分类号: TU392.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 355次
引　用: 3次
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内容摘要

基础设计是门式刚架轻型房屋钢结构设计中的重要内容。门式刚架轻型房屋钢结构自身结构“轻”的特点也决定其基础具有不同于一般工业厂房的受力特性,对门式刚架轻型房屋钢结构的基础进行研究在工程实际中有其重要的指导意义。论文采用ANSYS软件对门式刚架轻型房屋钢结构基础进行计算分析研究。主要成果是:⑴门式刚架轻型房屋钢结构基础反力的控制工况不同于上部结构的控制工况,有风荷载而无活荷载参与的计算组合工况一般为基础的控制工况;⑵由于地基基础的不均匀沉降和主体钢结构制作、安装等方面原因,会使门式刚架轻型房屋钢结构柱脚产生一定的竖向位移和水平位移。通过算例计算,分析柱脚位移对上部结构设计的影响,讨论柱脚位移对门式刚架轻型房屋钢结构几种不同结构形式的跨中挠度、柱顶侧移和应力的影响;⑶建立门式刚架轻型房屋钢结构铰接柱脚和刚接柱脚的有限元计算模型,分析柱脚锚栓应力对其抗剪承载力的影响。论文的另一部分工作是对门式刚架轻型房屋钢结构基础施工工艺进行分析,并结合工程实例和对基础进行加固和处理。主要成果是:⑴讨论门式刚架轻型房屋钢结构基础锚栓的改进施工定位方法——整体定位法,该定位方法只需控制基础的标高和轴线即可保证基础锚栓的准确定位,在工程实际中具有施工简单、方便等优势;⑵基础地梁是保证基础整体性能的重要构件,对基础地梁的构造形式进行分析讨论,根据地梁的不同连接形式,分析其构造措施;⑶由于生产工艺要求,新建厂房与原旧厂房毗邻,需要对新旧厂房的基础进行处理,本文提出针对新旧厂房基础毗邻的一种处理方法——托梁法,可供在类似工程中参考;⑷针对雨季施工、新建厂房地面排水不畅,或是对地基地质了解不足,而导致基础不均匀沉降,本文结合工程实例介绍了顶压、水泥灌浆法处理轻钢厂房基础沉降的方法。

全文目录

第1章引言  9-19
  1.1 门式刚架轻型房屋钢结构的形式与设计要求  9-13
    1.1.1 门式刚架轻型房屋钢结构的主要结构形式  10-11
    1.1.2 轻型房屋钢结构的设计要求  11-13
  1.2 门式刚架轻型房屋钢结构基础受力的特点和设计要求  13-17
    1.2.1 门式刚架轻型钢结构的基础形式  13-14
    1.2.2 门式刚架轻型房屋钢结构基础的受力特点和设计方法  14-17
  1.3 研究目的和研究内容  17-19
第2章带吊车门式刚架轻型房屋钢结构基础反力的计算与设计  19-29
  2.1 单层工业厂房结构设计的控制工况  19-20
    2.1.1 普通单层工业厂房结构设计控制工况  19
    2.1.2 带吊车门式刚架轻型钢结构设计的控制工况的特点  19-20
  2.2 带吊车门式刚架轻型钢结构及其基础设计的计算工况分析  20-24
    2.2.1 单跨带吊车门式刚架轻钢结构  21-22
    2.2.2 双跨带吊车门式刚架轻钢结构  22-23
    2.2.3 三跨带吊车门式刚架轻钢结构  23-24
  2.3 计算算例分析  24-28
    2.3.1 计算条件  24-25
    2.3.2 ANSYS有限元分析概述及模型的建立  25-26
    2.3.3 补充计算工况及计算结果  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章柱脚位移对门式刚架结构设计的影响分析  29-49
  3.1 柱脚位移对门式刚架设计的影响  29-30
    3.1.1 柱脚位移产生的原因  29
    3.1.2 柱脚位移对门式刚架设计的影响  29-30
  3.2 柱脚竖向位移对结构的影响分析  30-39
    3.2.1 无吊车单跨门式刚架轻钢结构  31-32
    3.2.2 无吊车双跨门式刚架轻钢结构  32-35
    3.2.3 有吊车单跨门式刚架轻钢结构  35-37
    3.2.4 有吊车双跨门式刚架轻钢结构  37-39
  3.3 柱脚水平位移对结构的影响分析  39-47
    3.3.1 无吊车单跨门式刚架轻钢结构  39-41
    3.3.2 无吊车双跨门式刚架轻钢结构  41-43
    3.3.3 有吊车单跨门式刚架轻钢结构  43-45
    3.3.4 有吊车双跨门式刚架轻钢结构  45-47
  3.4 本章小结  47-49
第4章锚栓应力对柱脚抗剪性能的影响分析  49-66
  4.1 柱脚的抗剪构造及研究现状  49-51
    4.1.1 柱脚抗剪设计与构造  49-50
    4.1.2 柱脚抗剪研究现状  50-51
  4.2 铰接柱脚抗剪分析  51-59
    4.2.1 有限元计算模型  51-54
    4.2.2 计算结果及讨论  54-59
  4.3 刚接柱脚抗剪分析  59-65
    4.3.1 有限元计算模型  59-60
    4.3.2 计算结果及讨论  60-65
  4.4 本章小结  65-66
第5章门式刚架轻型房屋钢结构基础的施工工艺分析  66-75
  5.1 基础施工工艺  66
  5.2 基础锚栓施工定位  66-70
    5.2.1 基础锚栓布置  66-67
    5.2.2 常用的定位方法  67-68
    5.2.3 改进的定位方法  68-70
  5.3 基础地梁的构造与施工  70-74
    5.3.1 基础地梁作用及布置  71
    5.3.2 基础地梁形式  71-73
    5.3.3 基础地梁的构造措施  73-74
  5.4 本章小结  74-75
第6章轻型钢结构建筑物特殊地基基础的设计与加固  75-88
  6.1 地基与基础的加固处理方法  75-76
    6.1.1 建(构)筑物对地基的要求  75
    6.1.2 建筑物基础加固  75-76
  6.2 地基处理加固工程实例  76-87
    6.2.1 新旧厂房基础处理  76-81
    6.2.2 厂房基础加固处理  81-87
  6.3 本章小结  87-88
第7章结论与建议  88-90
  7.1 主要结论  88-89
  7.2 进一步研究的建议  89-90
参考文献  90-93
致谢、声明  93-94
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文  94

门式刚架轻型房屋钢结构基础的设计与研究

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