西北工业大学硕 卜 论文ABS TI LI CTABS TRACTI n t h e “ T e n t h - F i v e - Y e a r P r o g r a m “ o f t h e S t e e l S t r u c t u r e I n d u s t r y o f C h i n a a n dt h e C o m p e n d i u m o f t h e D e v e l o p i n g L a y o u t b ef o r e 2 0 1 5 ( d r a f t) , it i s r e f e r r e d t h a td u r i n g t h e p e r i o d o f “ T e n t h - F i v e - Y e a r P r o g r a m “ , t h e n a t i o n a l s t e e l s t r u c t u r e i n d u s t rys h o u l d l a y e m p h a s i s o n m u l t i - s t o ry s t e e l s t r u c t u r e i n o r d e r t h a t t h e d e v e lo p m e n t o f t h en a t i o n a l i n d u s t ry o f s t e e l s t r u c t u r e c l im b u p t o a n e w s t a g e .T h e o r d i n a ry s t r u c t u r e s y s t e m a d o p t e d i n m u l t i - s t o ry s t e e l s t r u c t u r e h a s t h r e ef o r m s : fr a m e d - s t r u c t u r e , d i a p h r a g m - b r a c e d f r a m e d - s t r u c t u r e a n d t r u s s - s t ru c t u r e . I nt h e a s p e c t o f c o n t r o l l i n g t h e l a t e r a l d i s p l a c e m e n t o f t h e s t ru c t u r e , t h e d i s p l a c e m e n t o fm u lt i - s t o ry s t e e l s t r u c t u r e i s n o t a d o m in a n t c o n t r o l l i n g f a c t o r c o m p a r e d w i t h t h a t o fh i g h - s t o ry s t e e l s t ru c t u r e , b u t it c a n t b e i g n o r e d , e i t h e r . F o r t h e w h o l e s t ru c t u r e i t sc o n t r o l l i n g e ff e c t i s s e c o n d a ry . B a s e d o n t h e f o r m e r o v e r s e a s a n d d o m e s t i c s t u d y o nt h e s h e e t i n g d i a p h r a g m s e ff e c t o f f e n d e r s t r u c t u r e , t h e “ r i b - d i a p h r a g m “ s h e a r m o d e l i sa p p l i e d t o m u lt i - s t o ry s t e e l s t ru c t u r e a c c o r d i n g t o it s c h a r a c t e r i n t h i s p a p e r , a n d t h er e s u l t i s s a t i s f a c t o ry .T h i s p a p e r b r in g s o u t t h e m e c h a n ic s c a l c u l a t i n g m o d e l o f t h e s h e a r m o d e l . F o u rf a c t o r s a r e c o n s i d e r e d i n t h e l i n e a r a n a l y s i s o f t h e s t a t i c b e h a v i o r o f t h e s h e a r m o d e l .T h e y a r e t h e p a rt i n g n u m b e r o f h e i g h t , t h e p a r t i n g n u m b e r o f w i d t h , t h e t y p e o f p o l ea n d t h e t y p e o f s h e a r d i a p h r a g m. C o m b i n e d w i t h t h e f o r m e r s t u d y , t h e s h e a r m o d e l i sa p p l i e d t o t h e s i n g l e f r a m e w o r k f o r f u r t h e r a n a l y s i s , i n w h ic h t h r e e k i n d s o f m e t h o d so f j o i n t a r e u s e d . A f te r a n a l y z i n g t h e m a x i m u m l a t e r a l d i s p l a c e m e n t , t h e i n t e rn a l f o r c ea n d t h e s t e e l d o s a g e o f e v e r y k i n d o f s t ruc t u r e , i t c a n b e c o n c l u d e d t h a t t h el a t e r a l- r e s i s t i n g m e c h a n i c s p e r f o r m a n c e o f t h e s h e a r m o d e l f r a m e w o r k i s s a t i s f a c t o ry .T h e i n t e rn a l f o r c e o f t h e w h o l e s t ruc t u r e i s r e f o r m e d r e m a r k a b l y a n d t h e s h e a r m o d e lf r a m e w o r k i s a d v a n t a g e o u s c o n c e r n i n g t h e s t e e l d o s a g e .Ke y w o r d s :s h e a r m o d e l m u l t i - s t o ry s t e e l s t ru c t u r e s h e e t i n g d i a p h r a g m s e ff e c t l a t e r a l d i s p l a c e m e n tANS YS西北工业大学硕 卜 论文第一章绪论第一章绪论1 . 1 钢结构将成为新建筑时代的脊梁人类自1 7 世纪 7 0 年代开始使用生铁，1 9 世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋， 钢结构发展的历史要比钢筋混凝土结构发展的历史悠久， 它的生命力也是越来越强。传统的建筑结构形式有木结构、砖结构、钢筋混凝土结构和钢结构，同 其它结构形式相比， 钢材的容重与强度比一般小于木材、 混凝土和砖石， 与 钢筋混凝土结构相比要轻3 0 % -5 0 % ，因此钢结构比较轻;另外钢结构截面小，与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8 % 左右。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、 安装快捷、 施工周期短、 抗震性能好、 投资回收快、 环境污染少等综合优势， 与钢筋混凝土结构相比，更具有在 “ 高、大、轻” 三个方面发展的独特优势， 在全球范围内， 特别是发达国家和地区， 钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构五大子类。在国外， 钢结构在建筑业的运用己相当广泛。 在美国， 钢结构建筑己有近百年的历史， 低层建筑如两层楼以下的非居住型建筑市场已有7 0 %以上是建筑金属制品。 欧洲6 0 % 的高档住宅采用了 钢结构， 而在亚洲的日 本、 韩国， 钢结构建筑占 建筑总量的比 例也分别达到5 0 % 和2 4 % 。 全世界至今己完成的1 0 1 幢超高层建筑中， 钢筋 混凝土结构1 6 幢， 纯钢结 构5 9 幢I I I ， 不同 形 式的 钢 硅混 合结构2 7幢。如吉隆坡的石油大厦( P e t r o n a s T o w e r ) ( 8 8层，高 4 5 0米) 、芝加哥的西尔斯大厦( S e a r s T o w e r ) ( 1 1 0层，高 4 4 3米) 以及纽约前世贸中心( W o r l d T r a d e C e n t e r ) ( 1 1 0 层， 高4 1 5 米 ) 2 1 。 我国由 于 经济 和 技术的 原 因 ， 8 0 年 代 前没 有兴 建一幢高 层钢结构建筑。 1 9 8 5 年以后， 由于外资工程的兴建， 建筑用钢材的发展， 高层钢结构建筑开始在我国出现。 到1 9 9 0 年底在上海、 北京、 深圳建成了1 1 幢高层钢结构建筑。1 9 9 3年开始我国形成了新的高层建筑钢结构建设高潮。如北京的京广中心( 5 7 层，高2 0 8米) 、京城大厦( 5 2 层，高 1 8 2 米) ，还有正在建设中的国家大剧院工程。深圳的地王大厦( 6 8 层，高2 9 4 . 1 米) 、 赛格广场( 7 0 层，高2 7 8 . 6 米 ) 。 特别是随着上海浦东开 发区的 建设3 ， 上 海高 层建 筑钢结构的 发展尤其迅速， 成为我国高层钢结构建设最集中的地方。迄今建造的高层钢结构建筑使第 1 页两北工业大学硕 E - 论文第一章绪论我国高 层建筑的高 度和规模都上了 新台 阶。 上海金茂大厦( 8 8 层，高3 6 5 米) 及环球金融中心 ( 9 5 层，高4 6 0 米，建设中) 的建成， 将成为上海的 标志性超高 层建筑， 并使我国的高 层建筑进入世界前列。 钢结构的发展必将促使建筑业、 冶 金工业、 机械工业、 汽车工业、 农业、 石油工业、 商业和交通运输业得到迅速发展，由 此也可以看到，高速度发展的经济需要钢结构。在我国，钢产品和建筑钢材品种的增加为钢结构的发展打下了良 好的基础。我国从1 9 9 6 年开始钢产量突破1 亿吨，已 成为世界的钢铁大国，随着国家二 十一世纪狠抓冶金科技进步，提高我国钢铁工业的技术水平和装配水平，到 2 0 2 0年前 后我国 有望 成为 世界的 钢铁强国 4 。 过去 长期