基于3D模型的交错桁架结构实用设计方法研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxj8880430
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
交错桁架结构体系经过半个多世纪的发展,形成了丰富的研究成果,在国外有较多的应用,在国内因其经济性好、绿色、适合装配化施工等优点而备受青睐,正在得到大力推广。本文的研究是“十三五”国家重点研发计划课题“装配式交错桁架钢结构体系建筑产业化技术与示范”(课题编号:2017YFC0703805)的组成部分,结合该项目研究,本文重点探讨交错桁架结构体系的设计计算方法问题。交错桁架结构体系的特殊结构布置方式决定了其力学性能及受力计算方法有别于框架结构、桁架等常见结构体系。其中,楼板在交错桁架结构体系中的作用较为特殊。水平荷载工况下,楼板连接敞开层和桁架层共同抵抗水平变形,是形成体系抗侧能力的关键部件,不可忽略;竖向荷载工况下,则需要忽略板的组合效应,以正确获得弦杆轴力等用于截面设计的内力参数。本文采用典型算例,对交错桁架结构体系当前诸多设计计算方法进行了对比计算,分析表明:(1)因平面协同分析模型的简化,当结构整体扭转效应较显著时,部分构件内力计算结果存在较大误差。(2)当前三维结构设计软件中所采用的楼板计算模型,包括刚性楼板单元、弹性楼板单元等,均不能较准确地导出符合设计规范要求的桁架构件内力,如弦杆轴力等。(3)针对三维结构设计软件应用于交错桁架结构体系设计计算,目前所提出的修正方法均在准确性及实施的便捷性等方面存在不足,不便于在工程实践中的推广应用。为此,论文提出了两种基于三维空间模型的交错桁架结构体系设计计算方法:(1)特殊楼板单元法,该方法提出并基于三维结构设计软件实现了一种特殊楼板单元,能够同时实现竖向荷载工况和水平荷载工况下,设计规范所要求的楼板与桁架结构的不同协同工作方式。(2)“两步法”近似包络计算法,该方法在三维结构设计软件中分两步进行:采用忽略楼板面内刚度的结构模型实施竖向荷载作用下计算,采用考虑楼板刚度的结构模型实施水平荷载作用计算,最后对两步计算结果进行包络设计。对比分析结果表明,所提出两种方法的计算结果均能符合设计要求。结合课题进展,采用本文方法开展了某5层宿舍楼交错桁架结构设计计算,该设计实践表明,本方法克服了其他计算方法计算过程繁琐、工作量大的缺点,能有效提高该体系结构设计计算效率和准确性。
其他文献
薄壳结构因其富有建筑美感、跨越能力强、内部空间高大等优点而被广泛应用于工程结构。相对于平板而言,壳板通常被理解为受压构件,即,平板在横向载荷下主要表现为受弯,而壳板在竖向载荷下主要表现为受压,主要以压应力来抵抗外部作用。对混凝土构件而言,由于受弯破坏通常从受拉破坏开始,因而薄壳结构更有利于充分发挥混凝土“抗压不抗拉”的材料特性。然而,薄壳结构在竖向载荷作用下的力学响应,应该与壳板的空间形状有密切关
近年来随着国民经济的发展,现代胶合木结构以其优良的力学性能、高效的装配化、可再生生态环保等优势得到越来越广泛地推广。与此同时,建筑结构玻璃由于其采光、高强、美观、保温隔热等优良性能也越来越在建筑结构中作为其结构构件来使用。综合利用木材与结构玻璃各自的优势及特点,木-玻璃组合结构(Timber Glass Composite)可望成为一种建筑效果卓越、绿色环保同时兼具良好结构性能的新型结构形式。相对
吊脚楼属于典型的坡地建筑,其沿坡地布置不同长度柱形成架空平台再在平台上修建建筑物。历史震害表明,吊脚框架结构的吊脚层柱不等高嵌固是造成这类结构在地震作用下破坏严重的主要原因。目前,对于吊脚框架结构抗震性能研究大多局限于有限元分析软件建立的模型,缺少相应的试验验证。且对吊脚层内刚度影响下的吊脚框架结构破坏机理、吊脚层刚度的不均匀性控制指标关注不够。基于以上研究背景,本文主要完成了以下工作内容:1)完
不同于一般平原地区,山区复杂的地形地貌和地质条件常常影响城市和交通建设。桩基是工程建设中常用的基础形式,目前关于复杂地形中桩基竖向承载特性的研究较少。本文针对山区复杂地形,结合模型试验与数值模拟方法研究倾斜基岩和斜坡地形中桩基的竖向承载特性,重点探讨不同地形对桩基的荷载沉降曲线、桩身轴力和桩侧摩阻力分布、桩端-桩侧承荷分布等的影响和变化规律。本文的主要工作和结论如下:(1)开展了山区复杂地形中的单
近年来,人工智能(Artificial Intelligent,AI)领域持续快速升温,机器学习等人工智能技术得到快速地发展,并被广泛应用于各个领域,如在图像处理领域和语音识别领域大放异彩。随着人口的增长和城市化的快速发展,大型岩土工程建设如火如荼。在对岩土工程现场进行岩土工程勘察工作的同时积累了大量的勘察和试验数据。其中,不排水抗剪强度是黏性土的强度特征分析和稳定性评价的重要指标,对公路桥梁等基
当今,随着社会生产力的提高,我国的居民生活质量得到了空前的改善,但是,发展不协调、不充分、不可持续等问题依然存在,譬如与人们生活息息相关的环境问题。近些年,沙尘暴、汽车尾气、工农业烟尘、建筑扬尘等导致的雾霾,已经严重的影响到人民的正常生活、社会的正常生产、居民的身体健康;其中,建筑工程扬尘,正逐渐成为导致空气质量污染的主导因素,但只要措施得当,建筑工程施工扬尘却也是人为控制相对容易的。基坑施工阶段
综合管廊,又被称作“共同沟”,是经统一规划、设计、建设,用于集中、有序地将各类市政管线敷设至公共隧道空间中,并预留有可供人员行走的检修通道的基础设施。地下综合管廊属于浅埋线型地下结构,与一般地下隧道相比四周岩土的约束力减弱,地震惯性力的影响不可忽略,管廊不同节段间变形缝、接头等接缝部位易受地震作用影响,发生变位甚至断裂,从而致使结构及廊内管线破坏。部分实际工程会在接缝部位设置抗剪锚筋,抗剪锚筋为一
近年来,由于我国隧道工程的广泛开展,TBM以其突出的优势,其运用越来越受到工程建设的青睐。TBM掘进施工时,由于地质条件的复杂性,地下岩体条件对滚刀的掘进破岩过程产生明显影响。同时,滚刀的破岩效果对实际工程的进度与成本等有着直接影响。研究滚刀作用下岩体的破坏机理以及能量的演化规律,对提高工程的施工效率以及TBM的相关优化改进具有重要的理论价值。本文利用数字图像相关技术与热成像技术,针对不同节理倾角
耗能减震技术经过几十年的发展,种类更加多样化,理论更加成熟,成为控制结构地震响应和损伤的有效手段。其中金属阻尼器,具有造价低廉、施工方便且容易替换等优点,在世界各主要地震区得到广泛应用。对结构体系而言,弹性动力分析理论和计算程序已非常成熟。然而金属阻尼器具有一定程度的非线性受力行为,使得整体结构形成了典型的局部非线性体系,以致地震响应分析难度增加。目前多遇地震下金属阻尼器减震结构的动力响应分析一般
随着我国城镇住区面积逐年增长,城镇住区热环境状况受到广泛关注。绿化作为城镇住区室外热环境的重要影响因素之一,引起众多研究者的重视。然而目前研究较多聚焦于绿化率、植物配比等绿化数量对住区热环境的影响,缺少在绿化数量相同的情况下,不同绿化布局对住区热环境影响的定量研究。因此,本文采用现场实测与数值模拟相结合的方法,针对重庆住区绿化布局对室外热环境影响规律展开研究,主要开展了以下几方面的工作。首先,通过