帶屋頂水箱的竹質(zhì)多層房屋結(jié)構(gòu)方案設(shè)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(jié)構(gòu)受破壞需要對柱子、橫梁這些主要構(gòu)件進加固，若結(jié)構(gòu)在此基礎(chǔ)上布置一定數(shù)量的斜撐，結(jié)構(gòu)在形式上就會具有很大的合理性和優(yōu)化價值，所以結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式圖 結(jié)構(gòu)的最初橫向布置圖在概念設(shè)計階段結(jié)構(gòu)方案的確定都是定性的分析，要想得到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)仍需要從力學(xué)分析和實際加載實驗中去探索，但概念設(shè)計為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了方向，其它的措施是概念設(shè)計的補充與延伸，在下面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與結(jié)構(gòu)受力特性分析中會進一步去闡述結(jié)構(gòu)的特性，探索最優(yōu)的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)優(yōu)化與選型結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)變，主要是解決賽題中關(guān)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(shè)計成底部大，頂部小, 這樣的結(jié)構(gòu)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(diào)整為上小下大，頂部面積為130*130mm,底部面積為200*200mm,利用結(jié)力學(xué)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(jié)構(gòu)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(jié)果分析中基本符合了預(yù)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因而方案三的構(gòu)思自然得到了認(rèn)可。隨著我們設(shè)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(jié)構(gòu)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(dāng)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(rèn)識到一層到二層之間要有一定的柔度以保證整個結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(diào)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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