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组合空腹板架结构是由上层现浇混凝土平板、下层型钢或焊接型钢交叉肋及连接上、下层并使之共同工作的剪力键构成;空腹网壳结构则是根据格构式压杆的工作原理,将单层网壳的杆件用格构式压杆代替得到的一种新型网壳结构。在这两种结构中剪力键均起着连接上、下层并传递内力的作用,是结构的关键组成部分。 本文以空腹板架及空腹网壳结构中的剪力键为研究对象,分别考虑其高度、截面及构造形式改变时,对剪力键自身静力特性及空腹板架、空腹网壳结构整体力学性能的影响。 本文的研究方法采用基于离散化假定的有限元法,利用大型有限元软件ANSYS对算例进行理论分析。 首先,从空腹板架及空腹网壳结构中分别提取出组合空腹梁及空腹拱,对其进行静力分析,考虑剪力键高度变化及构造措施改变时对组合空腹梁及空腹拱挠度及内力分布的影响,剪力键主要考虑两种构造措施—设置加劲肋及采用钢管混凝土。 其次,将合理高度的纯钢管剪力键分别应用于组合空腹板架及空腹网壳结构中,进行静力分析,观察两种整体结构的挠度及内力分布;并与采用设置加劲肋钢管剪力键及钢管混凝土剪力键的空腹板架、空腹网壳结构进行挠度与内力分布的比较,分析剪力键构造加强后对两种结构整体静力性能的影响。 第三,分别对采用纯钢管剪力键、设置加劲肋剪力键及钢管混凝土剪力键的空腹板架及空腹网壳结构进行模态分析及线性稳定分析,分析剪力键刚度加强后分别对两种整体结构自振频率及线性屈曲临界荷载的影响。