碗形钢框架结构设计研究

摘要

随着社会经济发展，要求建筑物能覆盖更大的自由空间、满足多种功能需求、建筑造型新颖别致。将仿生结构体系应用于实际工程，赋予建筑结构极强的视觉感染力和生命力。而异形结构设计需要考虑的因素很多，缺少规范依据，结构设计具有一定的创新性和工程参考价值。 框架结构具有建筑平面布置灵活的优点，不仅能充分发挥材料性能，而且能利用合理的形体，适应不同建筑造型和功能的要求。在此类造型新颖的异形结构中，钢结构相对于混凝土结构则具有突出的优越性。 为满足建筑艺术和功能要求，某市会议中心选用碗形钢框架结构，本文以此为工程背景进行设计研究。 设计方法采用E-P-b法，即内力分析采用二阶线性弹性的分析;构件设计采用截面塑性开展的极限设计法。 首先，借助CAD建立三维模型采用有限元软件Midas Gen进行结构设计计算，得到结构构件内力，分析结构静力性能。 其次，计算自振周期、自振频率、质量参与系数，进行自振特性分析;验算楼层剪力、层间位移角、位移比、扭转位移比和刚度不规则，均满足抗震设计要求。对结构构件进行设计。 然后，通过对结构的设计应力比计算，得出应力比偏低，对结构构件截面进行优化，优化后结构在满足抗震设计要求的前提下，减少了用钢量。 最后，对形成碗形的折线形框架柱进行非线性屈曲分析，按高度选取高中低五根折线形柱进行屈曲分析，借助轴压杆稳定理论反算出折线形柱的计算长度系数。为碗形钢框架柱的刚度、整体稳定计算提供依据。

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摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.3本文研究内容

第2章 设计分析方法

2.1概述

2.2 结构设计分析方法

2.2.1内力分析法

2.2.2 E-P设计法

2.3 结构自振分析理论

2.4 抗震计算理论

2.5 本章小结

第3章 碗形框架结构设计分析

3.1 工程概况

3.2 设计规范、规程及软件

3.2.1 设计规范、规程

3.2.2 设计软件

3.3 结构布置方案

3.4 结构材料信息

3.5 结构楼板厚度

3.6 荷载选用

3.7 结构杆件内力

3.7.1工况1下的内力

3.7.2工况2下的内力

3.7.3工况3下的内力

3.7.4工况4下的内力

3.8 结构的自振特性

3.9 结构抗震计算

3.10结构构件的设计

3.11结构优化

3.12本章小结

第4章 折线形柱屈曲分析

4.1直线形柱计算长度系数研究现状

4.2欧拉临界力理论

4.3 折线形柱计算长度系数研究

4.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果