【碩士】網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)新型建造方法的施工過(guò)程研究與力學(xué)分析

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　　【碩士】網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)新型建造方法的施工過(guò)程研究與力學(xué)分析　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：東南大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為一種非常重要的建筑結(jié)構(gòu)形式，幾十年來(lái)在建筑業(yè)界廣受歡迎。網(wǎng)殼以其優(yōu)美的形態(tài)和合理的受力形式得到廣大建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的青睞，但其迥異于梁柱結(jié)構(gòu)體系的施工方法也讓許多科研人員對(duì)它的建造工藝及施工過(guò)程中表現(xiàn)出的諸多力學(xué)問(wèn)題越來(lái)越重視;同時(shí)，新的先進(jìn)施工方法有利于提高結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和安全性，可有效的縮短工期和降低施工成本，因此，對(duì)網(wǎng)殼建造的新方法在結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行研究非常有必要和有意義.　　首先，本文在研究了國(guó)內(nèi)外的一些施工力學(xué)分析理論并對(duì)現(xiàn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)常規(guī)建造模式進(jìn)行歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，闡述了常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)施工過(guò)程計(jì)算分析之間的差異。為了更深入的研究網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的建造模式，本文分析了常用的幾種有限元軟件的施工模擬功能并將其做了比較，最終選擇了SAP2000非線性有限元軟件展開(kāi)了相關(guān)探索?！　? 其次，本文通過(guò)與普通網(wǎng)殼常規(guī)施工方法的對(duì)比分析，對(duì)“折疊展開(kāi)式”柱面網(wǎng)殼施工法施工全過(guò)程進(jìn)行跟蹤模擬和結(jié)構(gòu)內(nèi)力研究?！罢郫B展開(kāi)式”柱面網(wǎng)殼是一種新型的網(wǎng)殼體系，它具有施工安裝速度、高空作業(yè)少，且施工過(guò)程中內(nèi)力小，施工完成后次應(yīng)力小等優(yōu)點(diǎn);但由于其特殊的施工方式工，也限制了折疊式網(wǎng)殼的使用范圍，一般只能用于筒殼的建造而無(wú)法用于球面網(wǎng)殼及其它復(fù)雜曲面網(wǎng)殼，本文對(duì)此進(jìn)行了較為深入的探討?！　? 再次，本文研究了彈性曲彎網(wǎng)殼這一新穎的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了該類(lèi)網(wǎng)殼的設(shè)計(jì)與建造過(guò)程。通過(guò)使用通用有限元軟件，嘗試模擬分析了兩個(gè)曲彎網(wǎng)殼的施工過(guò)程，對(duì)相關(guān)數(shù)值模擬分析結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，同時(shí)，也指出了分析中的不足之處以及下一步研究方向。與“折疊展開(kāi)式”網(wǎng)殼相比，彈性曲彎網(wǎng)殼對(duì)于外形的適應(yīng)性更強(qiáng)，可以建造出任意形態(tài)的網(wǎng)殼，而且施工速度快，場(chǎng)地及設(shè)備要求也低;但是其缺點(diǎn)也很明顯，如設(shè)計(jì)困難、計(jì)算復(fù)雜、選材受限;本文通過(guò)彈性曲彎網(wǎng)殼施工過(guò)程的力學(xué)分析，系統(tǒng)的探索了彈性曲彎網(wǎng)殼的建造特征和構(gòu)件參數(shù)要求?！　? 最后，本文嘗試在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中引入設(shè)計(jì)施工一體化概念，研究了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)施工一體化4.5D平臺(tái)可行性，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的4.5D集成平臺(tái)—SEU4.SD，并以具體網(wǎng)殼算例驗(yàn)證了該平臺(tái)的性能。該平臺(tái)與此前的4D平臺(tái)框架不同，它是真正意義上的施工過(guò)程模擬平臺(tái)—即實(shí)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)分析計(jì)算基礎(chǔ)上的三維建模與施工進(jìn)度模擬和管理，并能在各個(gè)施工階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。雖然由于開(kāi)發(fā)時(shí)間有限及作者的水平問(wèn)題，該平臺(tái)只具備一些基本的驗(yàn)證功能，但是它具有特殊的創(chuàng)新價(jià)值，對(duì)未來(lái)此類(lèi)平臺(tái)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)有明確的借鑒意義?！　?

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