帶屋頂水箱的竹質多層房屋結構方案設計計劃書(編輯修改稿)
2025-05-22 13:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，為防止結構受破壞需要對柱子、橫梁這些主要構件進加固，若結構在此基礎上布置一定數(shù)量的斜撐，結構在形式上就會具有很大的合理性和優(yōu)化價值，所以結構的初步方案就是將斜撐加在柱子和橫梁彎矩為零的位置。在布置支撐中我們參照了輸變塔的斜撐布置，如下圖 輸變電線塔、。 初步方案平面框架的結構形式圖 結構的最初橫向布置圖在概念設計階段結構方案的確定都是定性的分析，要想得到最優(yōu)的結構仍需要從力學分析和實際加載實驗中去探索，但概念設計為結構的優(yōu)化提供了方向，其它的措施是概念設計的補充與延伸，在下面的結構優(yōu)化與結構受力特性分析中會進一步去闡述結構的特性，探索最優(yōu)的結構。 結構優(yōu)化與選型結構的優(yōu)化與選型主要體現(xiàn)在平面框架的優(yōu)化與選型上，在設計和制作過程中平面框架的優(yōu)化主要經(jīng)歷了以下幾個過程，下面將逐步介紹。 方案一 方案二 方案三 方案四方案一的確定主要依據(jù)賽題的模型示例以及彎距圖分布圖規(guī)律，設計出一個最基本的模型方案，底板為330*330mm,模型底面尺寸不得超過22cm22cm的正方形平面，總高度不超過1000mm,至少為四層且每層高大于220mm,則方案一確定為一最普通的結構以達到承受豎向荷載，從簡化后的水平地震作用后彎矩圖可以看出在某些部位彎矩較小，故可以定為節(jié)點位置，這樣不僅可以保護節(jié)點更重要的是保證結構不受破壞。，AB距離為250mm,BC距離為200mmACDBacdb 二層樓豎向示意圖由方案一到方案二的轉變，主要是解決賽題中關于盡寸規(guī)定以及給模型加地震荷載作用來考慮的。聯(lián)系生活實例，其中高塔，煙囪都是設計成底部大，頂部小, 這樣的結構其穩(wěn)定性要比垂直型的好，又考慮到頂部水箱的面積為124*124mm,在方案二就將模型形式調整為上小下大，頂部面積為130*130mm,底部面積為200*200mm,利用結力學求解器可以看出兩者間的差異，（其中兩者定義相同的豎向荷載和地震簡化荷載條件） 圖 表一：方案一自由振動數(shù)據(jù)輸出表二：方案二自由振動數(shù)據(jù)輸出、表二做出的結構自振位移變化曲線，由圖可以看出，樓層頂部變形明顯，而且方案二的位移變化優(yōu)于方案一，故模型做成下寬上窄的合理性得到了驗證。方案二從計算結果分析中基本符合了預期的要求但在實驗中又發(fā)現(xiàn)了一些新問題，比如在振動臺上，柱子與樓板連接處變形十分明顯，如圖。很容易使橫梁和柱子的節(jié)點受到破壞，在綜合分析這一問題后，決定在大斜撐和柱、梁形成的三角形中加上小斜撐以防上柱子過大的變形，這樣就很好保護了整體結構的穩(wěn)定性。因而方案三的構思自然得到了認可。隨著我們設計思想和實驗的不斷深入，又出現(xiàn)了新的問題迫使我們更改結構方案。這其中的問題包括在一層樓與二層之間是位移最大的，當用剛度過大的柱子時底部支座受水平方向的剪力很大，多次在實驗中受到破壞，經(jīng)過不斷分析和求證，認識到一層到二層之間要有一定的柔度以保證整個結構有一定的位移，這樣就可以避免柱腳開裂和節(jié)點開膠。，這樣有利于結構在振動過程中將部分能量傳遞到變形斜撐。在地震作用過程中最理想的情況是每個樓層的位移不同步，這樣就可以啟到減震的作用，方案一到方案三的長斜撐使得柱子的剛度很大，很難達到想到的理想情況，所以進一步調整斜撐的布置位置，多次實驗后，發(fā)現(xiàn)這樣的布置比較接近理想情況，.在定最終的橫向布置時，經(jīng)歷了以下三個過程ADCBADCB
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