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土木工程施工中建筑结构受力性能研究

作者:原创论文网 时间:2013-07-23 09:37 加入收藏

   为减少建筑用地,各种高层建筑的建设更是随处可见.框架结构、剪力墙、异形柱等建筑结构在普通的建筑中也都得到了广泛的应用.因不同设计单位对建筑构件受力机理的认识、理解及设计方法都有各自的特点,所应用的理论也不统一笔者根据自身已经掌握的技术与经验,从建筑的结构入手,利用SAP2000建立有限元模型,对逐层加载法模拟施工过程中建筑结构的受力性能进行了初步的研究.目前对建筑结构的受力研究大多集中在建筑完成后,一次施加负载的方法进行各项性能分析研究.对于逐层加载的建筑结构受力研究还相对较少,主要有矩阵叠代法、总体刚度矩阵一次形成分层加载法、修正分层法和平面简化手算法.以上方法都是建立在刚性基础的简化平面上进行的分析,与日益复杂建筑结构施工中的实际受力状态不能很好相符.正确模拟施工过程,己成为建筑结构设计和分析中不需考虑的阶段.
  建筑结构受力分析的理论计算基础建筑施工中受力分析的理论计算基础主要有1 国内外对施工中建筑结构的受力研究现状有限元仿真分析、利用ANSYS建立有限元模型模拟施工过程受力、利用TBSA建立有限元模型模拟施工过程受力和利用SAP2000建立有限元模型模拟施工过程受力三种方法.由于施工过程复杂、人为影响因素多,通过仿真模拟施工过程的研究方法还存在一定的缺陷.本文通过SAP2000建立有限元模型,对逐层加载法模拟施工过程建筑结构的受力情况进行了浅要的研究.
    建筑结构的SAP2000有限元模型的建立构建建筑结构有限元模型,首先需要建立建筑结构的基本单元,包括梁、柱的空间杆单元,楼顶、屋盖的板单元,剪力墙的壳单元.空间杆单元的设计时,考虑每个结点位移的自由度,主惯性距、剪切影响系数、有效抗剪面积、扭转惯性距等参数.板单元的模拟采用弹性薄板理论,对板单元的弯曲问题采用忽略板单元厚度方向的正应力,板内各点对中面无位移,板单元中面法线在形变发生后不变的处理方法简化板单元的受力分析,只考虑节点处的节点力、应变力、内力矩阵、物理矩阵和材料常数.对于壳单元,采用平板壳单元的分析模式进行设计.完成基本单元的设计后,按某地一教学楼案例,组建一个抗震强度为8级的现浇混凝土框架——剪力墙结构模拟仿真模型,计算模型采用强柱弱梁结构.建筑物共计4层、无水箱和机房,底层层高为3.75 m,其他层层高为3.6 m.楼板厚度180 mm,剪力墙厚度250 mm,采用C30混凝土,框架梁上线荷载6.5 kN/m,混凝土自重25 kN/m3,教室楼面荷载2kN/m2,卫生间、楼梯、走廊楼面载荷2.5 kN/m2.
  

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