【碩士】網(wǎng)殼結構新型建造方法的施工過程研究與力學分析

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　　【碩士】網(wǎng)殼結構新型建造方法的施工過程研究與力學分析　　授予學位：碩士　　學位授予單位：東南大學　　學位年度：2009　　空間網(wǎng)殼結構作為一種非常重要的建筑結構形式，幾十年來在建筑業(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構工程師的青睞，但其迥異于梁柱結構體系的施工方法也讓許多科研人員對它的建造工藝及施工過程中表現(xiàn)出的諸多力學問題越來越重視;同時，新的先進施工方法有利于提高結構的施工質(zhì)量和安全性，可有效的縮短工期和降低施工成本，因此，對網(wǎng)殼建造的新方法在結構方面進行研究非常有必要和有意義.　　首先，本文在研究了國內(nèi)外的一些施工力學分析理論并對現(xiàn)行網(wǎng)殼結構常規(guī)建造模式進行歸納總結的基礎上，闡述了常規(guī)的結構設計計算與結構施工過程計算分析之間的差異。為了更深入的研究網(wǎng)殼結構的建造模式，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了相關探索?！　? 其次，本文通過與普通網(wǎng)殼常規(guī)施工方法的對比分析，對“折疊展開式”柱面網(wǎng)殼施工法施工全過程進行跟蹤模擬和結構內(nèi)力研究?！罢郫B展開式”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，且施工過程中內(nèi)力小，施工完成后次應力小等優(yōu)點;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法用于球面網(wǎng)殼及其它復雜曲面網(wǎng)殼，本文對此進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)殼結構，詳細分析了該類網(wǎng)殼的設計與建造過程。通過使用通用有限元軟件，嘗試模擬分析了兩個曲彎網(wǎng)殼的施工過程，對相關數(shù)值模擬分析結果進行了系統(tǒng)的研究，同時，也指出了分析中的不足之處以及下一步研究方向。與“折疊展開式”網(wǎng)殼相比，彈性曲彎網(wǎng)殼對于外形的適應性更強，可以建造出任意形態(tài)的網(wǎng)殼，而且施工速度快，場地及設備要求也低;但是其缺點也很明顯，如設計困難、計算復雜、選材受限;本文通過彈性曲彎網(wǎng)殼施工過程的力學分析，系統(tǒng)的探索了彈性曲彎網(wǎng)殼的建造特征和構件參數(shù)要求?！　? 最后，本文嘗試在網(wǎng)殼結構中引入設計施工一體化概念，研究了基于IFC標準的設計施工一體化4.5D平臺可行性，在此基礎上開發(fā)了一個實驗性質(zhì)的4.5D集成平臺—SEU4.SD，并以具體網(wǎng)殼算例驗證了該平臺的性能。該平臺與此前的4D平臺框架不同，它是真正意義上的施工過程模擬平臺—即實現(xiàn)在結構分析計算基礎上的三維建模與施工進度模擬和管理，并能在各個施工階段進行結構分析。雖然由于開發(fā)時間有限及作者的水平問題，該平臺只具備一些基本的驗證功能，但是它具有特殊的創(chuàng)新價值，對未來此類平臺的擴展設計有明確的借鑒意義。　　

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