仿古建筑中的梁托柱转换节点研究

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近年来,随着我国经济的快速发展,人们对建筑的多样性也提出了新的要求,出现了大量的仿古建筑。我国古代建筑以木结构为主,木结构建筑造型复杂,在力的传递过程中存在大量的转换结构。现代仿古建筑一般采用钢筋混凝土结构,为了追求最大的外观近似效果,仿古建筑也需要采用转换结构。转换结构属于复杂的、不规则钢筋混凝土结构,其设计过程较普通的建筑结构难度大。对于转换结构,前人进行了大量的理论和试验研究,相应的结构设计规范中也对这一复杂结构有所规定。但规范中没有针对仿古建筑的结构设计的相应规定,而且对于存在多个转换层的结构该如何设计也缺少明确的说明。为了弥补这一不足,本文在前人研究和规范规定的基础上,对转换结构在仿古建筑中的应用进行了研究。首先,以梁托柱式的转换结构为主要研究对象,分析其受力特点。由于它是一种复杂的结构形式,所以在受力分析过程中需要考虑其与普通结构传力路径的不同、梁内应力分布的不同、在平面外受力时可能的空间效应和转换结构与整体结构之间的相互作用效应等对结构的影响。在此基础上,提出了在设计过程中需要采用整体的有限元分析与局部关键构件的有限元分析相结合的方法。整体结构可以按照框架结构设计,整体结构的有限元分析结果,需要从刚度比、位移比、周期比等几个方面控制设计过程和判断设计结果的准确性。局部分析主要针对转换梁,对加腋转换梁和非加腋转换梁两种结构形式分别时行分析。之后,通过对仿宋建筑魁星阁的设计过程和设计结果的分析总结,证实了整体分析和局部分析相结合的仿古建筑的结构设计方法是可行的。同时,转换梁的ansys有限元结果显示,加腋转换梁和非加腋转换梁的挠度变化规律大致相同,但加腋转换梁具备更高的安全储备。此外,转换梁配筋方式与普通框架梁有所不同,因剪力在托柱处有突变,箍筋应全长加密,考虑地震作用下可能出现的竖向变形幅度较大,梁上下受力钢筋易通长配置,混凝土强度等级宜适当提高。
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