歇山式钢筋混凝土仿古建筑静、动力分析

摘要

近年来，仿古建筑越来越被建筑师们所青睐。作为仿古建筑的一种，歇山式钢筋混凝土仿古建筑因其造型优美活泼、姿态表现性强等特点更是被广泛应用。但是由于缺少专门针对仿古建筑设计的相关规范，使得仿古建筑的结构设计存在着很多不确定性。
　　本文以某歇山式钢筋混凝土仿古建筑工程实例为背景，采用有限元模拟的方法，根据这种结构的特点，建立了歇山式钢筋混凝土仿古建筑的空间有限元模型，进而对其进行了静力特性分析和动力特性分析。主要结论如下：
　　（1）歇山式钢筋混凝土仿古建筑存在“头重脚轻”的自重分布规律，这种现象不利于结构基本受力，也不利于结构抗震。
　　（2）在静力荷载作用下，悬挑屋檐部分的屋面次梁的竖向位移和侧向位移均较大；小歇山顶正脊端部处和大歇山顶正脊端部处的柱子轴拉力较大，这些位置均属于结构的薄弱环节，结构设计时应采取加强措施。另外，屋盖部分外围周边的框架柱均属于极短柱，结构设计时应该尽量避免出现此类柱子。
　　（3）结构自振相关动力参数满足规范的要求，总体动力特性良好，但结构的较高阶振型主要以局部振动为主，这对结构的受力不利。
　　（4）在反应谱地震作用下，用各框架柱X（或Y）向的位移来衡量结构整体X（或Y）向的位移是可行的；屋盖部分自身的水平变形很小，因此在进行此类结构的水平层间位移验算时，屋盖部分可以不控制。屋盖部分外围周边的框架柱有一部分属于极短柱，对结构的抗震是非常不利，在结构抗震设计中应该尽量避免出现短柱和极短柱。
　　（5）在X向时程激励作用下，不同框架柱各确定标高处X向位移峰值的平均值十分接近，说明水平楼盖和坡屋盖对框架柱的约束在X方向均较强。在Y向时程激励作用下，不同框架柱Y向位移峰值的平均值在标高6.00 m和12.00 m处也十分接近，柱顶处略有差异，说明水平梁板对框架柱Y方向的约束较强而屋盖部分对框架柱Y方向的约束较弱一些。总体来看，随着标高的增加，结构X（或Y）的位移和加速度峰值总体呈增大趋势，但标高最大处（即大歇山顶正脊处）X（或Y）向位移和加速度峰值均不一定是整个结构X（或Y）向位移和加速度最大值。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1中国古建筑概况

1.2仿古建筑简介

1.3钢筋混凝土仿古建筑存在的问题及研究现状

1.4本文研究的目的及内容

2 歇山式仿古建筑的简介、构造及设计

2.1歇山式古建筑概述

2.2歇山式古建筑构造[40]

2.3歇山顶钢筋混凝土仿古建筑构造[41]

2.4钢筋混凝土仿古建筑的设计

2.5本章小结

3 有限元模型的建立

3.1工程概况

3.2有限元法的基本原理[42]

3.3有限元分析软件MIDAS/GEN简介[43]

3.4有限元模型的建立

3.5本章小结

4 歇山式钢筋混凝土仿古建筑结构静力特性分析

4.1 静力荷载的取值及施加

4.2荷载工况及组合

4.3计算结果及分析

4.4本章小结

5 歇山顶钢筋混凝土仿古建筑结构动力特性分析

5.1 模态分析

5.2反应谱分析

5.3弹性时程分析

5.4本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果