基于立体停车的新型筒式钢构架结构动力稳定性与设计理论研究

立体停车结构具有占地面积小、空间利用率高、节能、环保等优点，它的广泛使用是缓解城市"停车难"问题的有效途径。基于立体停车而提出的一类新型结构体系-高层四边形筒式钢构架结构，其高宽比大，二阶效应显著，水平荷载起较大的控制作用；特别是在水平动荷载（风、地震力等）作用下，结构的整体稳定性、破坏机理、失效准则等科学问题都鲜为人知，但对结构设计至关重要。.本项目拟考虑节点半刚性、杆端次应力、节点刚域、构件变形、初始几何缺陷、残余应力等因素的影响，建立高层四边形筒式钢构架结构动力稳定分析力学模型；通过理论与试验分析，探索水平动荷载作用下构件局部振动或失稳、周边框架失稳与结构整体失稳三者之间的相互作用关系，研究结构的动力稳定性能、破坏机理与失效准则，提出完整的设计理论与设计方法；并提出提高结构整体动力稳定性的措施与构造建议、及结构简化分析方法，为该类新型结构体系设计和相关规范的制定提供可靠理论依据。

随着经济和汽车工业的飞速发展，汽车保有量与日俱增，停车难已逐渐成为制约城市发展的一大难题，而立体车库的广泛使用将是缓解城市停车难问题的有效途径。项目围绕基于立体停车的新型四边形筒式钢构架结构开展研究，从结构自身特性出发，针对其整体高宽比大、“结构层”概念弱化及停车功能等特点，提出了一系列新型四边形筒式钢构架立体车库结构具体形式；建立了相应结构力学模型及升降横移机械设备运行过程的动荷载模型；深入研究了新型结构的受力性能，特别是在动力荷载（升降横移机械设备运行、地震力、车辆撞击等）作用下，结构的动力稳定性能、破坏机理及失效准则；提出了基于立体停车的新型四边形筒式钢结构结构设计理论与方法，并提出了提高结构整体动力稳定性的措施与构造建议、及结构简化设计方法。研究成果为建立完善的立体车库技术规范、切实保证立体车库在我国的健康发展提供了理论依据，具有重要的理论意义与工程实用价值。