检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：伍劲宇华南农业大学

学位级别：硕士

轻型房屋钢结构体系中，门式刚架结构在施工周期、结构适用性方面与传统建筑产品相比，具备明显的优势。当前门式刚架结构优化方法是在凭经验确定结构方案后的优化，即结构构件尺寸的优化，此方面已经取得了非常好的优化效果且形成了较... 详细信息

轻型房屋钢结构体系中，门式刚架结构在施工周期、结构适用性方面与传统建筑产品相比，具备明显的优势。当前门式刚架结构优化方法是在凭经验确定结构方案后的优化，即结构构件尺寸的优化，此方面已经取得了非常好的优化效果且形成了较为成熟的结构构件优化软件。但是结构方案——即柱网尺寸和跨度的不同不仅影响结构造价，同时还影响结构的使用功能。这是门式刚架结构优化的另一领域，目前在此方面的研究开展很少，而这部分优化工作与当前已经成熟的结构构件优化相结合，可以形成更为强大完整的优化方法。既可以带来更大的经济效益，同时还兼顾了使用功能，使优化效果更为人性化。本文认为开展门式刚架体系结构方案优化的研究，丰富了结构优化的研究领域和优化设计概念，对发展结构优化设计有重要意义。\n 门式刚架结构方案的不同，不仅影响结构造价，同时影响结构使用性能，这一特性在已有的相关文献中还未见到。为了定量反映用户对结构方案评价，本文首次提出把价值工程中性价比的概念应用在结构方案优化设计中，提出一套结构方案优化的具体方法，并通过对一个门式刚架结构算例的方案优化过程表述此方法。所采用的算例建筑平面固定，柱网尺寸多样化，形成多个结构方案，在使结构及构件的稳定、强度和刚度等设计参数符合规范要求的前提下，对门式刚架的各方案进行构件优化设计，得出各方案的最轻设计以及各方案的工程造价随跨度和柱距变化的曲线。然后通过对用户的调查，得出用户对各方案使用性能的满意程度。并且作出使用性能随跨度和柱距变化的曲线。最后，借助于价值工程理论的概念，获得该工程的性价比曲线，最终找到性价比最高的方案。需要说明的是，结构造价应当包括基础造价，结构方案的不同会比较大地影响到基础造价，这一特性也未在已有的相关文献中见到。\n 本文选择3种柱网尺寸、3种跨度、2种基础形式交叉组合，共18个方案，应用PKPM—STS对每个方案进行构件优化设计，运用Excel编写结构造价快速计算表，从而获得结构造价随跨度和柱距变化的曲线。然后通过应用结构方案使用性能调查表得出柱距和跨度对建筑物使用性能的影响，并做出相应的性能曲线。最后通过Excel拟合性价比曲线并做综合探讨。\n 本文通过以上工作，初步提出一套包括结构方案优化在内的门式刚架优化设计方法，该方法的核心思想如下：\n 1、结构方案优化必须考虑建筑物的使用性能，可以通过用户调查表定量表达对结构方案使用性能的满意程度；\n 2、结构方案的不同影响基础造价，因此，优化时的结构造价不仅仅包括上部钢结构的梁柱、檩条、支撑，还必须包括基础造价；\n 3、定量表达的性价比曲线最高点所对应的结构方案是最优方案。

关键词：门式刚架结构优化设计结构优化轻型房屋

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损伤后门式刚架结构的力学性能研究

损伤后门式刚架结构的力学性能研究

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作者：张大龙中南林业科技大学

学位级别：硕士

门式刚架结构在国内土木工程中的应用非常广泛。在使用过程中,门式刚架结构会由于许多原因而产生损伤。受损后的门式刚架结构能否满足正常使用要求?需要加固或拆除重建?一直以来都是人们关注的焦点。本文通过对受损钢材的力学性能进行... 详细信息

门式刚架结构在国内土木工程中的应用非常广泛。在使用过程中,门式刚架结构会由于许多原因而产生损伤。受损后的门式刚架结构能否满足正常使用要求?需要加固或拆除重建?一直以来都是人们关注的焦点。本文通过对受损钢材的力学性能进行试验研究,分析了受损梁柱连接节点的力学性能,并对受损门式刚架结构力学性能进行了分析。本文所做主要工作如下：(1)利用标准实验方法对8组Q235钢材试件进行了受损前后的力学性能试验研究,得到受损钢材的加载弹性模量和卸载弹性模量,提出了受损钢材的力学分析模型。(2)运用ANSYS有限元分析软件建立了受损梁柱连接节点的有限元分析模型。分别改变梁截面高度、梁翼缘宽度、梁翼缘厚度和损伤处钢材的弹性模量,得到了弯矩作用下的节点转角变形。通过对单参数下的有限元分析数据进行拟合,得到了受损梁柱节点转角变形公式,并经过分析得到了受损梁柱节点转动刚度计算公式。(3)推导构件单元的刚度矩阵,建立一种能够考虑二阶效应的结构计算方法,并采用FORTRAN语言将计算过程汇编成程序。利用编制的程序对受损门式刚架结构进行力学性能分析,并与多个计算分析软件的计算分析结构进行了比较,验证了程序的计算精度。分析结果表明,节点的损伤对门式刚架结构力学性能有一定影响,不容忽视。

关键词：门式刚架结构力学性能损伤弹性模量转动刚度有限元分析

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基于场模拟火灾全过程门式刚架结构响应分析

基于场模拟火灾全过程门式刚架结构响应分析

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作者：刘建成西安建筑科技大学

学位级别：硕士

轻型门式刚架结构广泛应用于生产车间、存储仓库、批发市场等建筑。但是火灾被认为是该结构最大的威胁,因为普通结构钢超过一定温度会丧失大部分强度和刚度,造成结构破坏,甚至倒塌。目前钢结构的抗火设计中,大部分停留在小室空间,而且采... 详细信息

轻型门式刚架结构广泛应用于生产车间、存储仓库、批发市场等建筑。但是火灾被认为是该结构最大的威胁,因为普通结构钢超过一定温度会丧失大部分强度和刚度,造成结构破坏,甚至倒塌。目前钢结构的抗火设计中,大部分停留在小室空间,而且采用ISO834标准升温曲线下的均匀温度场分布,但大空间钢结构建筑的温度场是非均匀分布的,因此有必要对全过程火灾作用下结构的位移与变形及内力响应进行研究分析。本文选取《门式刚架轻型房屋钢结构》中的一榀平面刚架和三榀带次要结构的空间刚架结构,采用壳单元进行火灾全过程作用结构响应数值模拟,本文研究以下几方面:总结大空间建筑火灾特征,确定火灾过程中的各项参数,采用火灾动力分析软件FDS模拟不同火灾场景下空间温度场的分布。通过比较国内外规范选择适合的高温下结构钢的物理性能和力学性能,利用有限元软件ABAQUS对刚架进行传热分析,进而得到构件温度场的分布。结果表明:温度沿截面梯度变化很小,并且截面各测点温度与相应空气温度十分接近,因此可以简化为用火灾作用下空气温度表示相应截面温度。通过数值模拟已有试验,验证能够利用ABAQUS热-力耦合分析方法准确分析结构火灾过程中的响应。论文考虑材料非线性和几何非线性及空间温度场的不均匀分布,对平面门式刚架火灾全过程作用下的响应进行五种不同因素的数值模拟,结果表明:不同火灾场景、不同保护层参数、不同跨度三种因素直接影响构件温度场的分布,水平荷载作用很容易导致刚架因整体侧移过大而失稳,对构件抗火极为不利,柱脚刚接增加结构冗余度,相对于柱脚铰接能够延长结构破坏时间。选取三榀带支撑门式刚架作为整体研究对象,各荷载设计值作用在刚架上,考虑材料非线性和几何非线性研究不同火灾场景下空间刚架的变形与位移响应,结果表明:空间刚架有较好的协同约束作用,在温度上升阶段,能够有效的减小变形幅度,但是檩条、墙梁及刚系杆等次要结构受热膨胀产生的牵引力对主刚架平面外变形有很大影响,造成刚架平面外失稳破坏,同时刚架塑性发展比较明显。因此在空间结构抗火设计时,有必要加强次要构件。

关键词：火灾门式刚架结构温度场结构响应数值模拟

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不等高门式刚架结构的减震控制研究

不等高门式刚架结构的减震控制研究

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作者：刘学锋河北农业大学

学位级别：硕士

地震在中国发生非常频繁,其对建筑物的损害也是非常严重。而门式刚架结构是国内应用比较广泛的结构形式之一,被应用在各种建筑形式中,不等高门式刚架结构是门式刚架结构中常用形式,因此研究不等高门式刚架结构的减震控制有非常重要的现... 详细信息

地震在中国发生非常频繁,其对建筑物的损害也是非常严重。而门式刚架结构是国内应用比较广泛的结构形式之一,被应用在各种建筑形式中,不等高门式刚架结构是门式刚架结构中常用形式,因此研究不等高门式刚架结构的减震控制有非常重要的现实意义。粘滞阻尼器是结构中专门用来消耗地震能量的构件,在结构中合理布置阻尼器可以消耗输入结构中的大部分地震能量,减小结构位移,改善和提高结构的抗震性能。把粘滞阻尼器引入到门式刚架结构中,作为结构的耗能减震装置,在实际应用中比较少,而且在这领域的研究也比较少。本文的研究也为门式刚架的设计和减震研究提供参考数据。本文阐述了粘滞阻尼器的构造、分类以及受力特性,并明确了减震结构分析方法中快速非线性时程分析法(FNA法)的优越性。FNA法是只考虑连接单元材料非线性问题的局部非线性分析法,其拥有比较高的计算精度和效率。本文以不等高门式刚架结构为工作模型,在SAP2000有限元软件环境下进行时程分析。利用SAP2000进行结构的静力分析和模态分析,通过对模态分析得到的结构周期和振型,进而掌握结构的振动特性,对结构输入地震波,根据结构的振动特性进行阻尼器布置。通过对结构控制点的减震效果对比,并考虑其他因素的情况下,得出比较理想的阻尼器布置方案。考虑不同频谱特性的波对结构减震效果的影响,对结构输入另外三种地震波,再通过对控制点减震效果的对比,得出结构在不同地震波下的减震效果存在一定的差异,为了取得较精确的减震数据,需取多个地震波下减震数据的平均值;阻尼参数会直接影响结构的减震效果,通过在同一地震波下结构采用不同阻尼参数的减震数据比较,进而得出比较合理的阻尼参数使用范围。研究结果表明,粘滞阻尼器减震系统对不等高门式刚架结构有较明显的减震效果,在控制使用数量的基础上,并对其减震效果进行数据分析,进而得之将阻尼器布置在刚架结构屋面位置最为合理。

关键词：粘滞阻尼器门式刚架结构时程分析消能减震

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冷弯薄壁型钢门式刚架结构极限状态与设计方法研究

冷弯薄壁型钢门式刚架结构极限状态与设计方法研究

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作者：董刘方长安大学

学位级别：硕士

本文采用非线性有限元分析方法,对冷弯薄壁型钢门式刚架结构的承载力极限状态、正常使用极限状态以及设计方法进行了研究。首先对平面冷弯薄壁型钢门式刚架试件进行模拟,同时考虑了材料非线性和几何非线性。研究了螺栓孔壁的滑移、初始... 详细信息

本文采用非线性有限元分析方法,对冷弯薄壁型钢门式刚架结构的承载力极限状态、正常使用极限状态以及设计方法进行了研究。首先对平面冷弯薄壁型钢门式刚架试件进行模拟,同时考虑了材料非线性和几何非线性。研究了螺栓孔壁的滑移、初始缺陷等对刚架极限荷载和变形的影响,提出了采用弹簧单元替代孔壁滑移的方法。在此基础上,将有限元分析结果与试验结果进行对比,从而验证了该方法的正确性和可靠性。其次研究了刚架腹板高度、翼缘宽度、柱脚刚度、节点板尺寸、构件线刚度、刚架梁坡度等对冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载性能的影响,结果表明:翼缘宽度、刚架梁坡度的变化对刚架极限承载力影响较小;随着刚架腹板高度增加、柱脚刚度的增大、节点板尺寸的增加,刚架极限承载力明显提高:随着刚架高度或跨度的增加,刚架极限承载力有所降低。再次对三维空间刚架整体模型进行了变形分析。研究了剪力蒙皮效应对冷弯薄壁型钢门式刚架变形的影响,包括竖向变形和侧向变形。通过对竖向和侧向两种变形进行分析,表明在进行冷弯薄壁型钢门式刚架设计时,结构受承载能力极限状态控制;此外,还对刚架进行了变竖向荷载的侧移分析,研究表明,冷弯薄壁型钢门式刚架结构体系侧移二阶效应显著;在上述研究的基础上,就刚架节点板厚度及尺寸的确定、蒙皮效应影响系数、刚架结构或构件的变形限值规定等提出了一些建议。最后,结合已有的理论研究成果,参考国外相关的科研成果和国内结构设计方面的规范(程),进一步提出了冷弯薄壁型钢门式刚架结构体系设计方法,包括螺栓孔壁滑移刚度的计算、节点刚度简化计算、构件设计方法及节点设计方法等。基于该设计方法,对冷弯薄壁型钢门式刚架进行了试设计,并与轻型门式刚架结构进行经济性比较,研究表明:冷弯薄壁型钢门式刚架结构房屋在无吊车、小跨度领域具有良好的经济性能。

关键词：冷弯薄壁型钢门式刚架结构有限单元法极限状态蒙皮效应设计方法

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单层单跨门式刚架结构有限元时程分析与振动台试验的对比研究

单层单跨门式刚架结构有限元时程分析与振动台试验的对比研究

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作者：李令松西安建筑科技大学

学位级别：硕士

门式刚架结构是轻钢单层建筑的主要结构形式之一,在我国应用非常普遍。目前对这种结构体系抗震性能的研究较少,特别是在地震作用下的受力性能和破坏机理的认识还不够深入,相关规范、规程对其抗震设计的规定也不够细致。这些问题制约着... 详细信息

门式刚架结构是轻钢单层建筑的主要结构形式之一,在我国应用非常普遍。目前对这种结构体系抗震性能的研究较少,特别是在地震作用下的受力性能和破坏机理的认识还不够深入,相关规范、规程对其抗震设计的规定也不够细致。这些问题制约着门式刚架结构在我国高抗震设防烈度地区的应用。针对上述问题,课题组对《门式刚架轻型房屋钢结构标准图集》(02SG518-1)中单层单跨门式刚架GJ18-2C的1/3缩尺模型进行了横向抗震性能振动台试验。本文应用ANSYS大型通用有限元软件对1/3缩尺模型进行建模和弹塑性时程分析,将计算结果与振动台试验结果进行对比,验证了有限元数值模型的可行性;在此基础上对原型结构进行了有限元数值模拟。根据相似比将模型结构试验数据反推到原型结构,并将有限元计算结果与反推结论进行了对比,得到了门式刚架结构在地震作用下加速度和位移响应规律,以及结构在大震作用下的应力反应和破坏形态。分析结果表明门式刚架结构有非常良好的抗震性能,能够满足抗震规范中“小震不坏,中震可修,大震不倒”的要求。综上所述,本文通过有限元弹塑性时程分析与振动台试验结果的比较,得到了一些有益的结论,为进一步研究门式刚架结构的抗震性能提供了参考。

关键词：门式刚架结构抗震性能地震波有限元时程分析

来源：评论

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门式刚架结构工程监理工作技术经验总结