高层建筑钢结构计算机辅助分析设计系统研究

高层建筑钢结构计算机辅助分析设计系统研究

邹万红[1]2002年在《高层建筑钢结构计算机辅助分析设计系统研究》文中研究指明结合机械部人才发展基金和湖南省建委科研基金资助项目《超高层钢结构智能辅助设计研究》,本文对其子课题——高层建筑钢结构计算机辅助分析设计系统进行了研究。 论文大体上由前处理、结构静力有限元分析和初步后处理叁个部分组成。 本文首先概述了国内外高层建筑,特别是高层建筑钢结构的发展情况并阐述了高层建筑钢结构CAD软件的发展现状和存在的问题。 在论文的前处理部分介绍了根据面向对象程序设计的方法,利用Microsoft基础类库在VC6.0编译环境下实现高层建筑结构分析设计软件FSWAS的前处理系统方法。论文还研究并实现了根据面向对象思想设计的结构构件类层次体系。在荷载计算部分,较为深入的研究了考虑空间效应的风荷载的计算方法。 结构静力有限元分析部分研究了用空间有限元法实现FSWAS系统的结构静力分析计算模块。FSWAS系统的结构分析模块采用了考虑剪切变形的空间梁单元和空间墙单元两种基本单元来分别模拟梁、柱构件和剪力墙、楼板。在结构静力计算模块还研究了根据子结构原理实现的通用墙元自动细化成壳元的实现方法和过程。 论文的初步后处理部分研究了各种材料和截面形式的梁、柱的截面形式和强度计算的程序实现。作为FSWAS系统的考题,论文还用FSWAS系统对东京阳光大厦进行了比较分析。

张波[2]2008年在《轻型钢结构小高层住宅建筑体系的计算机辅助设计程序的研发》文中进行了进一步梳理随着我国住宅产业化的发展,钢结构住宅因具有施工速度快、工业化程度高、综合经济技术指标好、建筑造型美观、抗震性能优越等特点,因而得到了设计人员越来越广泛的重视。作为建设部科技攻关项目的子课题,本文的研究工作如下:1.在调研国内外大量设计软件的基础上对软件的研发提出了整体构想。2.根据我国现行规范,采用Visual Basic和Visual Fortran语言编制全装配煤矸石轻骨料型钢混凝土住宅承重部分和维护系统的计算程序。3.建立了设计软件的数据库;包括标准化的梁、柱和节点构件及标准化的维护系统构件。4.通过算例演示了全装配煤矸石轻骨料型钢混凝土住宅的设计。本着设计结构构件的通用化、标准化和模数化的理念,编制了适用于小高层住宅的结构设计软件,直接体现了住宅产业化的政策;提高了计算速度和工作效率,方便了工程技术人员;为全面开发全装配煤矸石轻骨料型钢混凝土住宅体系的设计程序打下一定的基础。

邹晶[3]2008年在《我国钢结构住宅体系适用性分析》文中提出20世纪90年代末期,我国钢产量大幅增长,为建筑用钢提供了充足的原材料储备,一种新型的住宅建筑体系——钢结构住宅开始在我国得到越来越广泛的开发研究与应用。目前,钢结构住宅已进入了全面发展阶段,一方面各地积极参与这一体系的研究和实践,并有了一批钢结构住宅试点和示范工程的建设经验和科技成果;另一方面,在建设实践中也发现了大量亟待解决的问题。本论文以钢结构住宅体系作为研究对象,运用理论与实践、定量与定性相结合的方法对钢结构住宅体系进行全面的技术性能、经济性能以及环境性能的研究,对钢结构住宅进行综合评价,为其发展提供了有力的理论依据和实践参考。主要工作及研究成果包括:(1)在大量分析国内外研究成果基础上,从技术层面上总结了我国常用钢结构住宅体系的适用范围和该体系应用于住宅的发展优势,并对目前影响我国钢结构住宅发展的关键问题进行了深入分析。(2)通过实际工程的调研,对钢结构住宅和传统住宅的土建造价进行了对比,找出了影响钢结构住宅造价主要因素;系统的分析了低层、多层、高层钢结构住宅的综合经济性能,发现钢结构住宅在自重轻、施工工期短和使用面积大等方面确实有优越、长期的综合效益。此外,钢结构住宅在节约资源、生态环保和健康舒适叁个方面具有优良的环境性能。(3)文中引用了数个工程实例真实有效的技术参数,试图全面公正地反映钢结构住宅与传统住宅之间的差异与优势,最后根据综合评价的结果提出钢结构住宅的定位和今后的发展方向。

余晶[4]2008年在《钢结构行业发展研究》文中研究指明国内的钢结构行业在保持多年高速增长之后,这两年遇到了宏观调控、技术体系等方面新的挑战。行业整体的盈利水平不高,厂商的水平良莠不齐。钢结构行业的发展之路应该如何走,成为当前一个相当急迫的问题。本文首先介绍了钢结构行业的基本概念和发展过程。简要分析了社会环境、政策法规、宏观经济和技术发展等外部环境因素以及这些环境因素造成的有利的和不利的影响。同时介绍了美国的钢结构行业的现状,作为国内行业发展的借鉴与参考。然后运用产业组织理论中的SCP模型,分析了我国钢结构行业发展的现状。从行业结构上来看,国内钢结构行业整体上处于垄断竞争的市场结构,不同的细分产品在垄断和竞争的程度上有所差异;在这样的市场结构下,企业采取了价格竞争、创新和差异化、兼并收购、市场推广和海外扩张等多种对策和行为;从消费者福利、厂商福利和社会福利叁个角度对由这些行为所导致的行业绩效进行分析。最后在总结行业绩效中的优点和不足的基础上,从进一步扩大优势和改进不足两个方面提出绩效改进的方法。

张冰[5]2005年在《高层钢构建筑的结构技术与建筑表现》文中认为本论文研究背景:对比一下西方现代建筑,国内建筑技术含量和建造品质的存在着明显差距。许多建筑夸张的形式设计背后往往是肤浅、笨拙的技术手段,发生在形式与技术之间富有表现力的关联几乎不存在。由于建筑师对结构技术知识的匮乏,从而导致了处理建筑空间和造型的盲目,最终丧失掉了美妙的创造手段。本论文的基本观点:结构体系及其构件、节点是处理建筑的空间和造型最重要元素;结构体系是可变的,具有极大的再造和重构的可能。就高层钢结构建筑而言,运用基本构件,在提高结构效能的基础上,按照结构表现的基本方法,可以重构出富有诗意的空间和充满活力的造型;需要指出的是,技术非但不会束缚创作,反而提供了重要的创作源泉和灵感。本论文的主要工作:通过案例研究,以通用分析软件对部分结构体系的效能进行了量化比较,总结了结构体系重构的基本方法;运用专业绘图和模型软件,以直观的图解方式,分类、归纳出基本的钢构件和节点模型图库。全文约四万字,图表300余幅。

赵小敏[6]2007年在《Y型偏心支撑钢框架弹塑性动力分析》文中认为偏心支撑钢框架用于抗震设计时,既可提供较大的弹性刚度,又具有很好的抗震耗能能力。Y型偏心支撑钢框架由于耗能梁段与框架横梁相互独立,除具有偏心支撑钢框架的共性外,还具有许多独特优点,有着广阔的应用前景。本文借助于有限元分析软件ANSYS10.0,建立梁壳相结合的有限元分析模型,对于一般处于弹性部分的梁、柱及支撑采用梁单元,对于进入塑性部分的耗能梁段采用壳单元.在分析过程中,考虑了材料非线性和P-A效应,主要进行了如下研究工作:1.基于我国现行规范,结合偏心耗能支撑的工作原理,给出了Y型偏心支撑钢框架的简化设计方法;2.以8度区18层Y型偏心支撑钢框架为例,对模型进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,验证了Y型偏心支撑钢框架结构具有良好的抗震性能;3.通过变化耗能梁段的长度、耗能梁段腹板的高厚比、耗能支撑的布置等参数,对8度和9度两种抗震设防烈度区的多高层Y型偏心支撑钢框架结构进行动力分析,全面系统地分析了这些参数的变化对结构抗震性能的影响。最后,根据有限元研究结果,提出了相应的抗震设计建议。

张利[7]2003年在《基于计划、控制实施的数字化建筑施工体系的研究与实践》文中提出信息技术革命的浪潮冲击着社会生产的各个领域,成为社会进步不可扭转的方向。在这种时代背景下,建筑业的信息化是传统建筑业自身技术和管理革新的必然趋势,同时也是国家对支柱产业发展的宏观政策要求。竞争的加剧促使建筑企业间的分化,有竞争力的名牌建筑企业对建筑业信息化将具有更高和超前的需求。另一方面,建筑业的发展没有形成一个类似于制造业那样清晰的理论体系,这使得建筑业研究和开发应用信息技术缺乏一个较清晰的理论模式。基于此,适应着部分龙头建筑企业信息化发展的需要,作者借鉴先进制造业的生产模式,以建筑企业已经进行的工程实践为基础,提出了构建数字化建筑施工体系的概念,并以计划、控制实施为过程,形成了数字化建筑施工系统的理论框架和技术体系,以期基于此理论为探索利用数字化技术改造和提升传统建筑业提供思路和方法。文章还提出了由数字化建筑施工体系、建筑产业化和可持续发展共同组建现代先进施工生产体系的思想。文章聚焦数字化建筑施工体系的组成和应用,从项目施工生产和管理过程出发,以数字化施工信息流的采集、传输、处理、执行过程为纽带,构建了一个面向项目生产和管理的多方位数字化施工技术集成体系,其核心技术为对应于计划的虚拟建造、对应于信息处理的项目信息管理系统和自动化过程控制。文章围绕数字化建筑施工体系的关键支撑技术,详细论述了各个支撑技术的发展和应用,从而清晰地勾画出了数字化建筑施工体系的组成。数字化建筑施工体系是一个多层次、递增的复合技术系统,既包括单项数字化技术的应用,又包括多项集成复合技术的应用。在现有技术发展的基础上,作者提出了构建集成系统的模型和方法。论文构建的集成体系中包括了以虚拟建造为核心的施工设计系统,以项目信息管理系统为核心的施工管理系统和以自动化控制技术为核心的施工作业体系。通过集成系统可以全面实现施工生产的工业化、自动化和智能化以及施工管理和决策的科学化、高效化。构建数字化建筑施工不是无源之水,作者结合在中国建筑叁局亲自参与实施和参加调研的四个应用数字化技术的施工项目,详细论述了数字化技术<WP=5>的开发和实施应用过程。它们分别对应着虚拟建造和结构仿真技术、项目管理信息集成系统和计算机自动化过程控制技术的应用实践。以此为基础,本论文还构建了以钢结构施工生产为对象的数字化建筑施工集成系统。这些形成了数字化建筑施工系统理论的实践基础。构建数字化建筑施工体系是一个全新的概念,它的实施必将给传统的施工生产带来全面的变革和影响,作者依次从技术、项目管理、组织、文化、理念、企业管理、建筑市场等角度论述了这种冲击和影响。从技术角度,数字化建筑施工的实行不仅提高质量,加快进度,还将引起施工模式的改变,比如并行工程思想的引入、精益建造、敏捷建造模式的引用等;从项目管理和组织上,除了引起扁平化管理和虚拟组织外,还产生对业务流程的再造和学习型组织;在文化理念上将引发数字化文化;从企业管理方面,将引起对人才的重视和相关激励体制等方面的变化,并促进良好的委托代理机制的建立。在建筑市场上,信息技术的应用将大大降低市场交易各方的交易和信息成本。这一切变化都将展现数字化建筑施工的强大影响力。文章建立了建筑业推行数字化建筑施工体系的经济效益测算模型和竞争力评价指标,从而为量化地衡量数字化建筑施工体系的价值提供方法依据。数字化建筑施工体系的推进策略是文章最后研究的内容。首先,论文分析了制造业技术发展给建筑业信息化发展的一些启示和建筑业技术创新的一些特点。接着提出了建筑业信息化的发展递阶策略。推进建筑业的信息化是一个庞大和复杂的系统工程,需要政府和企业不懈的努力。论文从我国的建筑业现状出发,分析了当前推行信息化中的一些突出问题,包括了政策环境、施工企业内部和外部协作环境等方面的因素。在此基础上,文章最后对数字化建筑施工体系的实施环境进行了展望,对企业和政府在推进信息化方面的工作提出了建议。文章的研究成果主要集中在通过借鉴制造业先进生产理论和数字化建筑施工的工程实践,建立数字化建筑施工系统的理论框架和技术体系,奠定信息技术在施工中应用的系统理论基础。同时详细分析了数字化建筑施工系统的实施对传统建筑业的影响及其经济评价体系;分析了我国当前推进建筑业信息化的障碍,对信息技术在建筑业中的实践应用和发展提出了对策和建议

刘少文[8]2012年在《内摇摆柱—多层钢框架结构体系受力性能研究》文中提出当前,随着我国经济、社会和城市化的快速发展,人口向城市快速集中,城市面临住宅短缺,需要建设大量住宅,以满足人们对住房的量和质的要求。但是目前建筑本身和其原材料的生产又都面临着保护地球环境的严峻形势,这使得我国的城市化和住宅产业化需要高效节能的建筑结构体系,钢结构住宅体系的诸多优点能够满足这一需求,然而,由于目前我国钢结构的直接建设成本仍高于传统建筑结构,使之难以得到大面积的推广和应用。本文旨在寻求一种成本较低廉,既能满足使用者的使用和安全需求,又能适应时代发展要求的新型钢结构体系。钢框架结构具有优良的性能较适宜住宅建设的需求,传统的纯钢框架结构梁柱连接一般为刚性节点,构造复杂,施工难度较大。本文认为只要框架侧向刚度满足抗侧力的要求,并无必要把所有梁柱连接都设计成刚性连接,以部分的铰接节点代替刚接节点可简化节点构造,节约节点用钢量,降低施工难度,从而节约建设成本。本文首次提出六种部分梁柱铰接节点的钢框架结构新型体系,分别是(1)内摇摆柱-铰接梁钢框架式,(2)内框式,(3)外框架式,(4)内摇摆柱-端部刚接、铰接梁式,(5)跃层部分铰接节点式和(6)多层外摇摆柱-框架结构体系等。本文首次对其中的(1)即内摇摆柱-铰接梁多层钢框架结构体系进行了详细的研究。为了解新型结构体系的性能特点,本文首先用一阶线弹性方法对比分析了内摇摆柱-钢框架结构和传统纯钢框架结构的受力性能,通过对比得出了内摇摆柱-钢框架结构体系完全可以在不增加总体用钢量的前提下达到与钢框架结构同样的抗侧移刚度的结论;并且揭示了内摇摆柱-钢框架结构体系的受力变形特点,框架各部分空间协同工作的规律;通过对柱脚刚接和铰接计算模型对整体性能的影响的分析,提出摇摆柱柱脚可以铰接而其所在平面的边柱柱脚必须刚接的观点;分析了简化的平面协同工作设计原理,提出钢框架-悬臂柱平面结构分析代替空间结构计算的模型。其次,本文使用二阶非线性弹性分析方法研究了几何非线性对内摇摆柱-钢框架新型结构体系内力和变形计算结果的影响,研究了结构层数、摇摆柱柱脚做法、稳定系数、中国规范的以概念水平荷载考虑的等效初始缺陷、1/200初始侧移角等效缺陷、1/500初始侧移角等效缺陷和摇摆柱截面大小等因素对新结构体系二阶效应的影响,给出了内力二阶效应增大系数的简化计算公式,可利用此公式对内摇摆柱-钢框架新型结构体系的内力进行计算,并按计算长度系数为1对各受压构件进行稳定性设计验算。为了分析内摇摆柱-钢框架结构体系的抗震性能,本文采用静力弹塑性分析方法对结构进行单向推覆,以了解结构体系的承载能力、延性特征和受荷历程中梁柱塑性铰的发展和分布,并使用能力谱-需求谱方法对结构对应于多遇地震和罕遇地震时的结构响应进行了分析,得出内摇摆柱-钢框架体系完全可以满足抗震设计要求的结论。最后本文进一步研究了内摇摆柱-钢框架结构新体系的动力特性,揭示了内摇摆柱-钢框架结构与纯钢框架相比其平动振型周期相近而扭转振型周期差别较大,内摇摆柱-钢框架新型结构体系由于材料多集中于结构的周边使其抗扭刚度大,扭转周期小。用弹塑性直接动力分析方法研究了结构在地震中的表现,发现本文提出的内摇摆柱-钢框架新型结构体系具有良好的抗震性能,且相比对照的纯钢框架一定程度上表现出了减震的效果。内摇摆柱-钢框架新型结构体系是本文首次提出并研究的新型结构体系,它具有简化梁柱节点构造、降低施工难度和工程量,节约建设成本等一系列的优点。本文对其静力和抗震性能进行了较为完整的研究,得出了一些有意义的成果,为该结构体系进一步的研究、设计、应用和推广奠定了基础。

舒畅[9]2005年在《钢结构住宅技术经济分析及其产业化研究》文中提出随着国民经济发展和人口城市化进程加快,我国住宅建设持续空前发展。但是这些巨大建设成就的取得是以高能耗、高污染为代价。因此,推进住宅产业现代化,是实现住宅生产方式从粗放型向集约型转变、提高住宅质量的重大举措。我国钢量已突破一亿吨,我国已成为钢铁大国;我国政府已从限制用钢改变到积极推动和发展用钢,这为钢结构的发展提供了物质和政策上的保证。 钢结构住宅工业化程度高,现场湿作业少,可再生利用,污染少,抗震性能好,自重轻,施工周期短,综合造价低的优点,是推进我国住宅产业现代化较理想的住宅建筑体系。 本文通过对钢结构住宅体系的系统研究,以实例研究方法为主对钢结构住宅建筑有关技术经济指标进行分析和对比,探讨钢结构住宅建筑的应用前景。根据钢结构住宅的特点,结合我国实际情况,提出我国钢结构住宅产业化的运作模式:以政府宏观指导为引领,以企业集团为主体,以住宅产业示范基地为先导,以市场化运作为机制的钢结构住宅产业化运作模式。 其中特别就钢结构与其他几种常见结构进行经济分析,并对钢结构多层及高层住宅进行了经济方面的探讨,分别研究了哪种结构体系比较适合多层和高层住宅,希望能对钢结构的设计及应用提供一定的参考价值;探讨了我国钢结构住宅产业化的运作模式。 最后本文提出了钢结构住宅建设现存的几点遗憾:钢结构有关相关规范的空缺、钢结构住宅设计及施工技术人才的缺乏和钢结构住宅建设中最突出的问题——缺乏合适的配套部品。

黄文斐[10]2016年在《基于超高层建筑钢结构施工技术分析》文中认为本文分析了现代大型超高层钢结构的结构特点及对施工的影响,同时从设备选择、测量技术、焊接技术等多方面分析了施工企业应如何进行超高层建筑钢结构施工,以便提高我国超高层建筑的施工质量以及安全性。

参考文献:

[1]. 高层建筑钢结构计算机辅助分析设计系统研究[D]. 邹万红. 湖南大学. 2002

[2]. 轻型钢结构小高层住宅建筑体系的计算机辅助设计程序的研发[D]. 张波. 太原理工大学. 2008

[3]. 我国钢结构住宅体系适用性分析[D]. 邹晶. 同济大学. 2008

[4]. 钢结构行业发展研究[D]. 余晶. 上海交通大学. 2008

[5]. 高层钢构建筑的结构技术与建筑表现[D]. 张冰. 东南大学. 2005

[6]. Y型偏心支撑钢框架弹塑性动力分析[D]. 赵小敏. 苏州科技学院. 2007

[7]. 基于计划、控制实施的数字化建筑施工体系的研究与实践[D]. 张利. 重庆大学. 2003

[8]. 内摇摆柱—多层钢框架结构体系受力性能研究[D]. 刘少文. 西安建筑科技大学. 2012

[9]. 钢结构住宅技术经济分析及其产业化研究[D]. 舒畅. 武汉理工大学. 2005

[10]. 基于超高层建筑钢结构施工技术分析[J]. 黄文斐. 江西建材. 2016

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