簡(jiǎn)介：對(duì)超高層及大跨度建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)的研究方法主要為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬。與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)手段相比CFD數(shù)值風(fēng)洞模擬尤其是大渦模擬具有以下優(yōu)點(diǎn)1、能提供豐富的數(shù)據(jù)和結(jié)果包括整個(gè)流場(chǎng)的完整數(shù)據(jù)所有模擬的建筑表面上的風(fēng)壓分布情況包括很小區(qū)域上的風(fēng)壓變化。這是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和風(fēng)洞試驗(yàn)不能做到的。2、可以進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)全尺寸、高雷諾數(shù)的模擬?？梢员苊饫字Z數(shù)效應(yīng)的影響這是風(fēng)洞試驗(yàn)難以解決的問(wèn)題。3、可以產(chǎn)生更符合實(shí)際大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)特性的流場(chǎng)?？梢苑奖愕姆治霾煌牧髁鲌?chǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)的影響。4、便于進(jìn)行參數(shù)分析。可對(duì)一些流動(dòng)現(xiàn)象和風(fēng)效應(yīng)做機(jī)理性的分析研究。5、成本較低。不需要制作試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒贾脗鞲衅鞯取Ｒ酝鶎?duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)的數(shù)值模擬多采用定?；蚍嵌ǔＳ?jì)算的雷諾平均方法對(duì)脈動(dòng)風(fēng)荷載的預(yù)測(cè)不準(zhǔn)。近幾年來(lái)通過(guò)大渦模擬計(jì)算建筑表面的風(fēng)壓、風(fēng)荷載以及風(fēng)致響應(yīng)的方法雖然已經(jīng)獲得了一定的進(jìn)展但所分析的建筑結(jié)構(gòu)的外形大都比較簡(jiǎn)單多為長(zhǎng)方形和圓形。且多數(shù)大渦模擬亞格子模型的算法是針對(duì)高精度數(shù)值格式和計(jì)算結(jié)果質(zhì)量容易保證的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。本文采用新提出的結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)大渦模擬數(shù)值風(fēng)洞的關(guān)鍵技術(shù)針對(duì)復(fù)雜超高層、大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)流場(chǎng)、風(fēng)荷載和風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了大渦模擬研究。并采用數(shù)值模擬方法對(duì)大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)致雪漂造成的雪壓不均勻分布以及超高層建筑中運(yùn)用風(fēng)力發(fā)電可能導(dǎo)致的氣動(dòng)噪聲問(wèn)題進(jìn)行了研究及評(píng)估。本文的主要研究工作為1介紹了結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)數(shù)值風(fēng)洞研究的基本理論知識(shí)。本文將大渦模擬作為結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)數(shù)值風(fēng)洞模擬的一種非常重要的方法。針對(duì)現(xiàn)有亞格子模型在結(jié)構(gòu)風(fēng)工程實(shí)際運(yùn)用中存在的問(wèn)題以及入口湍流風(fēng)場(chǎng)生成方法的缺點(diǎn)本文建議采用結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)大渦模擬數(shù)值風(fēng)洞的關(guān)鍵技術(shù)主要針對(duì)工程應(yīng)用提出的一種新的亞格子模型及一種新的入口湍流生成的DSRFG方法。并對(duì)這兩種方法及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。采用結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)數(shù)值風(fēng)洞的關(guān)鍵技術(shù)是本文的模擬結(jié)果能夠成功運(yùn)用于實(shí)際工程抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素是本文主要研究工作的基礎(chǔ)。2運(yùn)用大渦模擬數(shù)值風(fēng)洞關(guān)鍵技術(shù)基于LINUX系統(tǒng)下軟件FLUENT63的并行計(jì)算技術(shù)對(duì)深圳新火車(chē)站進(jìn)行了全尺寸的大渦模擬。數(shù)值模擬得出的屋蓋上平均風(fēng)壓、脈動(dòng)風(fēng)壓分布及數(shù)值與風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較好的吻合。驗(yàn)證了大渦模擬數(shù)值風(fēng)洞關(guān)鍵技術(shù)對(duì)大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的有效性和正確性。此外數(shù)值風(fēng)洞結(jié)果可以反映出采用縮尺模型的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)很難捕捉到的狹小區(qū)域上風(fēng)壓梯度的劇烈變化以及站臺(tái)雨棚底面與站臺(tái)立柱相接處風(fēng)洞試驗(yàn)無(wú)法測(cè)到的該區(qū)域受立柱的影響而發(fā)生的局部風(fēng)壓變化。對(duì)深圳新火車(chē)站周?chē)娘L(fēng)流場(chǎng)進(jìn)行了全面細(xì)致的分析克服了受到試驗(yàn)設(shè)備以及天氣條件限制下物理風(fēng)洞試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)很難全面觀(guān)測(cè)到建筑物周?chē)鲌?chǎng)的弊端。對(duì)屋蓋風(fēng)壓分布通過(guò)流場(chǎng)分析了進(jìn)行機(jī)理性研究揭示建筑物周?chē)娘L(fēng)速場(chǎng)和建筑表面風(fēng)壓的關(guān)聯(lián)。3全面考慮了以深圳大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)館為中心10公里范圍內(nèi)的山體和主要建筑物采用大渦模擬數(shù)值風(fēng)洞的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了全尺寸的數(shù)值模擬。對(duì)深圳大運(yùn)會(huì)體育中心片區(qū)的風(fēng)場(chǎng)特性進(jìn)行了分析采用超越閾值概率方法對(duì)體育場(chǎng)館周?chē)腥孙L(fēng)環(huán)境進(jìn)行了評(píng)估對(duì)體育場(chǎng)館的平均、脈動(dòng)風(fēng)壓分布特點(diǎn)進(jìn)行了研究探討了體育場(chǎng)館周邊山體及建筑物對(duì)其風(fēng)壓分布規(guī)律及數(shù)值大小的影響根據(jù)大渦模擬得到的體育場(chǎng)屋蓋表面的風(fēng)力時(shí)程數(shù)據(jù)對(duì)其風(fēng)荷載特性進(jìn)行了探討并計(jì)算了體育場(chǎng)屋蓋的靜力等效風(fēng)荷載。數(shù)值風(fēng)洞的模擬結(jié)果成功運(yùn)用于大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)館的設(shè)計(jì)復(fù)核中。4以臺(tái)北101大樓高508M以及深圳平安國(guó)際金融大廈高660M兩棟著名的超高層建筑為背景采用大渦模擬數(shù)值風(fēng)洞的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了全尺寸的數(shù)值模擬。得到了臺(tái)北101大樓以及深圳平安大廈周?chē)娘L(fēng)流場(chǎng)及作用于其上的風(fēng)荷載時(shí)程數(shù)據(jù)。計(jì)算了風(fēng)荷載作用下兩棟大樓的風(fēng)致響應(yīng)以及等效靜力風(fēng)荷載。并將計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)以及風(fēng)洞試驗(yàn)的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證了本文采用的數(shù)值風(fēng)洞技術(shù)對(duì)超高層建筑抗風(fēng)設(shè)計(jì)的正確性與可靠性。探討了不同的湍流流場(chǎng)對(duì)超高層建筑風(fēng)場(chǎng)、風(fēng)壓分布、風(fēng)荷載以及風(fēng)致響應(yīng)的影響。5以吉林新火車(chē)站為研究對(duì)象采用EULEREULER體系的兩相流理論在流體計(jì)算軟件FLUENT。63基礎(chǔ)上編寫(xiě)了相應(yīng)的UDF計(jì)算程序?qū)只疖?chē)站周?chē)娘L(fēng)雪運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬得到了不同風(fēng)向下屋蓋表面風(fēng)致雪壓的不均勻分布情況總結(jié)了風(fēng)雪共同作用下雪壓的分布規(guī)律給出了吉林火車(chē)站屋蓋表面上的平均雪壓分布探討了火車(chē)站屋蓋及雨棚各分塊積雪分布系數(shù)隨風(fēng)向的變化情況。為寒冷氣候下大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)6對(duì)采用風(fēng)機(jī)發(fā)電的“高性能”可持續(xù)性建筑“珠江城”商務(wù)寫(xiě)字樓由于風(fēng)洞口和風(fēng)機(jī)的存在可能產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。采用基于SST湍流模型的寬頻帶噪聲源模型得到了“珠江城”商務(wù)寫(xiě)字樓風(fēng)洞口周?chē)脑肼暦植?。探討了有無(wú)風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)洞口周?chē)脑肼暦植技按笮〉挠绊?。?duì)“珠江城”商務(wù)寫(xiě)字樓風(fēng)洞口周?chē)a(chǎn)生的室外噪聲及室內(nèi)噪聲進(jìn)行了評(píng)估。7本文在高雷諾數(shù)108情況下對(duì)大規(guī)模復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和風(fēng)致振動(dòng)運(yùn)用大渦模擬取得的結(jié)果及與原型實(shí)測(cè)和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析在國(guó)內(nèi)外風(fēng)工程及結(jié)構(gòu)工程界尚屬首次。

簡(jiǎn)介：現(xiàn)代高層建筑逐漸表現(xiàn)出多樣性、綜合性的特征。依托著新材料和新的建筑技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的高層建筑的體量逐漸增大外形逐漸復(fù)雜土木工程學(xué)界和工程界對(duì)高層建筑的動(dòng)力特性和抗震性能的研究仍有待進(jìn)一步推進(jìn)。以一個(gè)帶疊層桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的高層建筑為背景工程分別建立了結(jié)構(gòu)局部框架模型和結(jié)構(gòu)整體模型在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析方法以及抗震性能進(jìn)行了探討。對(duì)NEWMARK精細(xì)時(shí)程積分法的算法原理進(jìn)行闡述通過(guò)MATLAB軟件編制算法程序?qū)Ρ萅EWMARK精細(xì)時(shí)程積分法和SAP2000軟件對(duì)結(jié)構(gòu)模型在地震作用下的彈性位移時(shí)程分析計(jì)算結(jié)果對(duì)NEWMARK精細(xì)時(shí)程積分法的可靠性及適用性進(jìn)行評(píng)估。結(jié)構(gòu)的整體模型中轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)樓層布置的高度不同采用SAP2000軟件分別對(duì)結(jié)構(gòu)整體模型進(jìn)行模態(tài)分析和振型分解反應(yīng)譜分析求解各結(jié)構(gòu)模型對(duì)應(yīng)的自振周期、振型參與系數(shù)、位移變化、剪力變化等評(píng)估轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的設(shè)置高度對(duì)建筑的動(dòng)力性能和抗震性能的影響分析變化特點(diǎn)為工程設(shè)計(jì)提供建議和參考。

簡(jiǎn)介：上海中心塔樓建筑高度632M，結(jié)構(gòu)高度574M，采用了“巨型框架核心筒伸臂桁架”抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，為鋼、混凝土組合結(jié)構(gòu)；結(jié)合建筑功能，沿塔樓豎向共布置了8道加強(qiáng)層，屬于B級(jí)復(fù)雜高層建筑。本課題以上海中心超高層建筑為研究背景，采用有限元法，對(duì)塔樓結(jié)構(gòu)體系的受力性態(tài)、抗震性能以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的部分關(guān)鍵問(wèn)題做了詳細(xì)的研究，分析結(jié)果與工程實(shí)踐相結(jié)合。本文的研究工作可分為以下幾個(gè)部分1、針對(duì)塔樓在重力荷載和水平荷載作用下的受力特性以及變形特點(diǎn)進(jìn)行了分析。對(duì)重力荷載的傳遞路徑以及分配規(guī)律進(jìn)行了研究，尤其是對(duì)環(huán)帶桁架抗扭問(wèn)題做了詳細(xì)研究。比較了風(fēng)荷載、小震和中震下，塔樓受力和變形的特點(diǎn)；對(duì)層剪力、傾覆力矩在各抗側(cè)力體系中的傳遞與分配規(guī)律以及加強(qiáng)層的受力進(jìn)行了詳細(xì)分析。結(jié)合塔樓有害層間位移角，對(duì)超高層建筑層間位移角限值進(jìn)行了討論。2、針對(duì)塔樓抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系組成進(jìn)行了剖析，對(duì)塔樓抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明1巨型柱軸向剛度與塔樓整體抗側(cè)剛度直接相關(guān)；2核心筒壁厚增大對(duì)塔樓整體抗側(cè)剛度提高有限；3增大環(huán)帶桁架剛度對(duì)塔樓整體抗側(cè)影響較??；4對(duì)伸臂桁架的工作機(jī)理進(jìn)行了討論，并通過(guò)對(duì)伸臂桁架的位置、數(shù)量和剛度進(jìn)行對(duì)比表明，目前上海中心6道伸臂桁架布置為較優(yōu)的方案。3、歸納總結(jié)了世界部分超高層建筑用鋼量現(xiàn)狀，對(duì)影響超高層建筑用鋼量的影響因素進(jìn)行了討論。針對(duì)上海中心結(jié)構(gòu)用鋼量進(jìn)行了優(yōu)化分析，表明巨型柱是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要對(duì)象，對(duì)巨型柱優(yōu)化提出了多種方案，相比原設(shè)計(jì)，巨型柱用鋼量有較大幅度的減小。4、針對(duì)塔樓中的關(guān)鍵受力構(gòu)件SRC巨型柱的截面選型、承載力性能進(jìn)行了研究。對(duì)巨型柱截面選型做了討論，并與類(lèi)似工程中SRC柱進(jìn)行了比較；從結(jié)構(gòu)概念角度，對(duì)巨型柱的受力性態(tài)進(jìn)行了簡(jiǎn)化分析，并選擇了軸壓比最大的巨型柱，采用ABAQUS實(shí)體單元對(duì)其做了延性性能分析，結(jié)果表明，上海中心巨型柱在軸壓比達(dá)到06時(shí)，延性系數(shù)為281，說(shuō)明在高軸壓比下，巨型柱有較好的延性性能。5、針對(duì)SRC組合柱的承載力驗(yàn)算方法進(jìn)行了討論，將鋼骨規(guī)程法與纖維單元法的NM承載力相關(guān)曲線(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比，并采用實(shí)體單元做了驗(yàn)證，結(jié)果表明鋼骨規(guī)程法與纖維單元法的計(jì)算結(jié)果吻合較好，與實(shí)體單元結(jié)果相比，有一定的安全度。分別采用鋼骨規(guī)程法與纖維單元法對(duì)上海中心巨型柱承載力進(jìn)行了校核，結(jié)果表明巨型柱承載力滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)受力要求。6、采用彈塑性時(shí)程分析方法，對(duì)上海中心塔樓在大震作用下的抗震性能進(jìn)行了詳細(xì)研究。對(duì)彈性與彈塑性模型的塔樓基底剪力和頂點(diǎn)位移時(shí)程以及層間位移角分布進(jìn)行了比較；探討了結(jié)構(gòu)的塑性損傷發(fā)展過(guò)程，對(duì)塔樓主要構(gòu)件的塑性損傷程度進(jìn)行了分析，并與塔樓抗震性能化目標(biāo)做了對(duì)比。結(jié)果表明上海中心在大震下的抗震性能能夠滿(mǎn)足既定的目標(biāo)。本文獲得的研究成果及結(jié)論，對(duì)于類(lèi)似超高層建筑的結(jié)構(gòu)方案選型以及初步設(shè)計(jì)階段的參數(shù)化研究提供了依據(jù)，同時(shí)，計(jì)算結(jié)果有助于上海中心結(jié)構(gòu)的抗震深化設(shè)計(jì)。另外，本文的分析方法以及經(jīng)驗(yàn)，可為類(lèi)似的單元數(shù)量大、結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件類(lèi)型復(fù)雜的工程分析提供借鑒。

簡(jiǎn)介：桁架結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于大跨度的公共建筑中，具有布置靈活、造型豐富、結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜以及形式多樣等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法難以滿(mǎn)足工程應(yīng)用的需要，而現(xiàn)有結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件的行業(yè)針對(duì)性不強(qiáng)，對(duì)工程建模、荷載自動(dòng)分?jǐn)偂⒔Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及后處理等缺乏較好支持。本文從建筑金屬桁架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，圍繞建筑金屬桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)需求，對(duì)建筑金屬桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)及其關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)作了較為深入的研究，并開(kāi)發(fā)了建筑金屬桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。首先在分析國(guó)內(nèi)外同類(lèi)軟件發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)桁架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)需求，基于A(yíng)UTOCAD圖形處理平臺(tái)，提出了一種四層體系結(jié)構(gòu)的建筑金屬桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案。然后針對(duì)建筑金屬桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)所涉及的圖形輪廓自動(dòng)識(shí)別、工程分析建模、桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究。在分析了桁架工程模型的幾何特征和拓?fù)涮卣鞯幕A(chǔ)上，給出了一種基于圖元優(yōu)先級(jí)特征定義的二維圖形輪廓提取方法，并利用拓?fù)渫队安蛔冊(cè)韺⑵涑晒\(yùn)用于三維圖形輪廓提取，解決了桁架工程分析中面積載荷的自動(dòng)分?jǐn)?，提高了工程分析的效率?；诮ㄖ饘勹旒芙Y(jié)構(gòu)工程模型特征分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了工程建模的基本原理，提出了一種基于特征域的工程分析建模方法，與矢量圖形識(shí)別建模相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了建筑金屬桁架結(jié)構(gòu)的可視化工程建模，提高了工程應(yīng)用分析的前置處理效率，擴(kuò)充了系統(tǒng)的工程應(yīng)用面。在研究工程結(jié)構(gòu)滿(mǎn)應(yīng)力設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，構(gòu)造桁架結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化方法，滿(mǎn)足了日益復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，提高了桁架的結(jié)構(gòu)性能。最后，在以上關(guān)鍵技術(shù)的研究基礎(chǔ)之上，以AUTOCAD作為圖形處理平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了建筑金屬桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有人機(jī)界面好、操作方便、后處理功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，并在多家企業(yè)得到應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。

簡(jiǎn)介：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和城市化水平的不斷提高城市建筑物的數(shù)量及總建筑面積也隨之增多。建筑規(guī)模的激增和應(yīng)用一方面改善了人民的居住條件使生活更加的快捷方便但相應(yīng)的房屋安全性問(wèn)題也日益突出。由于建筑結(jié)構(gòu)服役時(shí)間的不斷延長(zhǎng)老舊的建筑結(jié)構(gòu)相應(yīng)增多因此建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。所以對(duì)在役建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)與剩余使用壽命預(yù)測(cè)不僅可以減少建筑結(jié)構(gòu)安全隱患的發(fā)生而且還可以為維修加固決策提供科學(xué)的依據(jù)。本文將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到在役建筑結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)價(jià)與剩余使用壽命預(yù)測(cè)當(dāng)中。首先通過(guò)利用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)價(jià)鑒定標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的研究資料構(gòu)建在役建筑結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。其次在結(jié)構(gòu)可靠性理論的基礎(chǔ)上建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在役建筑結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)價(jià)模型。再次通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的評(píng)價(jià)并引入結(jié)構(gòu)整體損傷指標(biāo)建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在役建筑結(jié)構(gòu)的剩余壽命預(yù)測(cè)模型。結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理并運(yùn)用MATLAB中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱和有關(guān)程序以實(shí)現(xiàn)在役建筑結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)價(jià)和剩余使用壽命預(yù)測(cè)。論文最后用工程案例進(jìn)行了實(shí)證分析對(duì)模型的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行驗(yàn)證。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)在役建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)和剩余使用壽命預(yù)測(cè)可為相關(guān)的決策人員提供技術(shù)支持使工作效率得到提高。

簡(jiǎn)介：近年來(lái)超高層建筑帶斜撐巨型框架結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文以超高層建筑帶斜撐的巨型框架結(jié)構(gòu)為例將其等效連續(xù)化為以地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)為一體的筒中筒結(jié)構(gòu)并精確地計(jì)算了內(nèi)外筒體的抗彎剛度、抗剪剛度。然后根據(jù)哈密兒爾頓原理推導(dǎo)出等效連續(xù)化模型靜力分析和自由振動(dòng)的控制方程及其相應(yīng)的邊界條件最后用高質(zhì)高校的常微分方程求解器進(jìn)行求解。本文研究的主要內(nèi)容如下1、建模方面一般將巨型框架結(jié)構(gòu)與其基礎(chǔ)等效連續(xù)化為加勁薄壁筒組合體柱和梁作為加勁桿件來(lái)處理而本文的帶斜撐的巨型框架結(jié)構(gòu)由于加入斜撐一級(jí)框架的抗側(cè)移剛度會(huì)明顯增大可以等效連續(xù)化為筒中筒結(jié)構(gòu)。2、等效剛度計(jì)算方面由于外筒是多次超靜定結(jié)構(gòu)本文采用矩陣位移法得出其等效抗彎剛度和等效抗剪剛度內(nèi)筒為核心框架筒結(jié)構(gòu)根據(jù)本文第二章給出的等效方法可推導(dǎo)出其等效抗彎剛度和等效抗剪剛度又因HB5所以可以將其等效為T(mén)IMOSHENKOBEAM進(jìn)行計(jì)算。3、靜力分析方面將超高層建筑帶斜撐巨型框架結(jié)構(gòu)等效連續(xù)化為支撐在半無(wú)限大彈性地基上的閉口薄壁筒中筒結(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)閉口薄壁筒作本構(gòu)關(guān)系和位移場(chǎng)的描述以及控制方程、邊界條件的推導(dǎo)分析結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。4、自由振動(dòng)方面將超高層建筑帶斜撐巨型框架結(jié)構(gòu)等效為支撐在半無(wú)限大彈性地基上的閉口薄壁筒中筒結(jié)構(gòu)自振周期作為結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)是分析的重點(diǎn)通過(guò)分析結(jié)構(gòu)的自振周期可以清晰得出結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。

簡(jiǎn)介：本文從外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造出發(fā)，綜述國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的各種外墻外保溫結(jié)構(gòu)體系，總結(jié)國(guó)內(nèi)外針對(duì)外墻外保溫結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞所使用的研究方法。通過(guò)數(shù)值模擬比較分析熱濕氣候條件下典型外墻外保溫結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)熱流密度、傳熱系數(shù)及平均濕含量，在此基礎(chǔ)上提出新型外保溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行保溫性能和透濕性能的研究，并分析不同基層墻體材料和防水材料對(duì)新墻體結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的影響，該結(jié)果對(duì)建筑外墻外保溫系統(tǒng)中材料的選擇具有重要的參考價(jià)值。利用有限容積法求解一維非穩(wěn)態(tài)熱濕耦合方程，運(yùn)用MATLAB進(jìn)行程序編制，結(jié)合南京實(shí)際氣象參數(shù)，求解典型的冬冷夏熱氣候條件下墻體溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)以及傳熱系數(shù)，并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與軟件模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。針對(duì)新外保溫系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)耐候性實(shí)驗(yàn)和傳熱系數(shù)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明外保溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足耐候性要求，也表明外保溫系統(tǒng)構(gòu)造與材料的選擇比較合理。數(shù)值模擬與小型防火實(shí)驗(yàn)相結(jié)合驗(yàn)證了增設(shè)防火隔離帶能有效延緩火焰蔓延并減少室內(nèi)二氧化碳的產(chǎn)生。

簡(jiǎn)介：對(duì)重要的既有建筑物下進(jìn)行施工開(kāi)挖，經(jīng)常需要對(duì)樁基進(jìn)行托換。特別針對(duì)保護(hù)歷史文物建筑，托換技術(shù)非常有效。由于托換工程的復(fù)雜性和歷史文物建筑的重要性，因此，在開(kāi)挖地下通道中，對(duì)上部結(jié)構(gòu)影響進(jìn)行研究是非常重要的。首先，論文在研究樁基托換理論和計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，以上部有保護(hù)建筑、下部有盾構(gòu)隧道的沈陽(yáng)站地下通道工程為背景，建立東站房框架結(jié)構(gòu)的ANSYS三維模型，對(duì)其在施工中可能出現(xiàn)的整體縱向傾斜式、整體橫向傾斜式和“盆式”沉降的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值分析。驗(yàn)算在正常使用狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，得出各構(gòu)件在三種沉降方式下的受力狀況和變形規(guī)律。研究結(jié)果表明，在三種沉降形式下，框架柱主要受軸力，且邊柱普遍小于內(nèi)柱框架梁主要受剪力與彎矩，且二層梁普遍大于一層梁約15％。縱式沉降對(duì)橫梁影響較大，模式沉降對(duì)縱梁影響較大，“盆式”沉降則對(duì)縱橫梁都產(chǎn)生較大內(nèi)力?？v、橫式沉降下，梁、柱的變形均為線(xiàn)性，“盆式”則呈現(xiàn)非線(xiàn)性。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的極限沉降差與柱距大小有關(guān)，近似呈正比例關(guān)系。最終得出，結(jié)構(gòu)在橫式、縱式和“盆式”沉降下的極限沉降差分別為118MM、69MM和235MM，均為受壓破壞。另外，對(duì)沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)構(gòu)沉降的變化規(guī)律，實(shí)踐證明在通道開(kāi)挖中利用樁基托換對(duì)文物建筑進(jìn)行保護(hù)是可行、合理的。分析數(shù)據(jù)表明，施工第一階段（破除原地表和柱承臺(tái)）、第二階段（東側(cè)基坑開(kāi)挖）、第三階段（站房下暗挖）和第四階段（截?cái)嘀螛叮┑某两抵捣謩e占總沉降的35％、30％、25％和10％左右。破除原地表和柱承臺(tái)對(duì)結(jié)構(gòu)擾動(dòng)最大，在通道結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)后，截樁截?cái)嘀螛秾?duì)結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)并不大。最后，依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析，得出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化規(guī)律，并對(duì)施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的安全性做出評(píng)判。計(jì)算結(jié)果表明，各施工階段均滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范的要求，結(jié)構(gòu)內(nèi)力最大的部位位于沉降最大柱的相鄰框架柱及其對(duì)應(yīng)的框架梁。在施工的四個(gè)施工階段中，該柱的軸力增幅約為82％、177％、389％和528％，該梁剪力分別約為自重下的16、36、69和9倍，彎矩分別約為自重下的15、42、66、98倍。

簡(jiǎn)介：高層建筑抗震設(shè)計(jì)是當(dāng)今學(xué)者研究的重點(diǎn)問(wèn)題。現(xiàn)在一般的設(shè)計(jì)方法僅考慮了地基基礎(chǔ)剛性假設(shè)，忽略了地基土對(duì)高層建筑地震響應(yīng)的影響。根據(jù)已有的研究成果和災(zāi)害調(diào)查報(bào)告顯示，地基土的存在改變了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，基于地基基礎(chǔ)剛性假設(shè)的設(shè)計(jì)方法不再被認(rèn)為是偏于保守的設(shè)計(jì)方法，因此在高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮土與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。由于場(chǎng)地土的類(lèi)別和結(jié)構(gòu)形式較多，本文將針對(duì)廣東省具有代表性的場(chǎng)地土和高層框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行土與結(jié)構(gòu)相互作用分析。本文具體包含以下幾方面的研究?jī)?nèi)容將橋梁抗震分析中應(yīng)用的土柱模型用于高層建筑與地基土相互作用分析中，土柱模型由質(zhì)點(diǎn)、梁?jiǎn)卧妥枘釂卧糠纸M成，地基土的阻尼和水平剪切剛度由土柱模型模擬。使用美國(guó)南加州大學(xué)開(kāi)發(fā)的EERA程序計(jì)算土體的等效線(xiàn)性剪切模量和等效線(xiàn)性阻尼。計(jì)算土柱模型的所有的參數(shù)，并且在A(yíng)BAQUS中建立土柱模型，使用土柱模型模擬基礎(chǔ)周?chē)耐馏w。通過(guò)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)為土柱模型能夠較好的反應(yīng)土與結(jié)構(gòu)之間的相互作用。建立土柱模型樁基礎(chǔ)高層框架結(jié)構(gòu)的三維分析模型。為了使結(jié)構(gòu)能夠更加接近實(shí)際工程概況，結(jié)構(gòu)模型采用三維模型，并使用具有典型性的框架結(jié)構(gòu)作為上部結(jié)構(gòu)的分析對(duì)象。采用動(dòng)力時(shí)程分析方法研究在罕遇地震作用下，土與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)高層建筑地震響應(yīng)分析結(jié)果的影響。研究12層簡(jiǎn)易框架和12層復(fù)雜框架的分析結(jié)果，考慮土與結(jié)構(gòu)相互作用，能夠使結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析結(jié)果出現(xiàn)局部放大的情況。使用PYTHON語(yǔ)言，對(duì)ABAQUS后處理進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。針對(duì)結(jié)構(gòu)的位移、層間位移角和樓層剪力，編寫(xiě)了自動(dòng)計(jì)算的程序，提高了模型處理數(shù)據(jù)的效率。

簡(jiǎn)介：隨著城市建設(shè)的發(fā)展和地下空問(wèn)的開(kāi)發(fā)利用，地下結(jié)構(gòu)大量興建，地下結(jié)構(gòu)的抗震安全受到關(guān)注。歷次地震中地下結(jié)構(gòu)都有不同程度的震害。近年來(lái)，在隧道等線(xiàn)性地下結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震設(shè)計(jì)方法方面開(kāi)展了大量的研究工作，而對(duì)多層地下建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能研究相對(duì)較少?？拐鹦阅芊治鍪墙Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，本文展開(kāi)地下建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能分析。本文在地下結(jié)構(gòu)抗震分析方法對(duì)比研究的基礎(chǔ)上，采用有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析方法，對(duì)結(jié)構(gòu)襯砌整體式和結(jié)構(gòu)襯砌分離式兩類(lèi)地下建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了分析。研究了土層厚度、圍巖類(lèi)別、洞室尺寸對(duì)兩類(lèi)地下建筑結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響，根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果，給出了兩類(lèi)地下建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的規(guī)律。對(duì)比分析了結(jié)構(gòu)襯砌整體式地下建筑結(jié)構(gòu)與地面結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)襯砌分離式地下建筑結(jié)構(gòu)與地面結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)差異，提出了地下建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)建議。研究得到的主要結(jié)論有①等效靜力法、反應(yīng)位移法、動(dòng)力時(shí)程分析法均能適用于地下建筑結(jié)構(gòu)的抗震分析，但應(yīng)注意到等效靜力法和反應(yīng)位移法的分析結(jié)果有可能小于動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不安全。②一般情況下，結(jié)構(gòu)襯砌整體式地下建筑結(jié)構(gòu)在地震下的變形和構(gòu)件內(nèi)力小于相應(yīng)條件下的地面結(jié)構(gòu)反應(yīng)。但結(jié)構(gòu)某些部位，如底層梁、柱，結(jié)構(gòu)底板的內(nèi)力可能會(huì)大于地面結(jié)構(gòu)相應(yīng)位置的內(nèi)力，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以注意。③一般情況下，結(jié)構(gòu)襯砌分離式地下建筑結(jié)構(gòu)在地震下的變形和構(gòu)件內(nèi)力小于相應(yīng)條件下的地面結(jié)構(gòu)反應(yīng)。④土層厚度、圍巖類(lèi)別、洞室尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)襯砌整體式地下建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)均有影響。土層厚度的影響取決于輸入地震動(dòng)卓越周期與土結(jié)構(gòu)體系自振周期的匹配程度，兩者接近則響應(yīng)大；圍巖越軟弱，結(jié)構(gòu)襯砌整體式地下建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)越大；洞室尺寸越大，結(jié)構(gòu)襯砌整體式地下建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)越大。⑤土層厚度、圍巖類(lèi)別、洞室尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)襯砌分離式地下建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)均有影響，但影響程度不同。土層厚度和圍巖類(lèi)別的影響大而洞室尺寸的影響小。土層厚度增加，結(jié)構(gòu)襯砌分離式地下建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)增大；圍巖越軟弱，結(jié)構(gòu)襯砌分離式地下建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)越大。

簡(jiǎn)介：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的提升，建筑能耗占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總體能耗的比重在逐年增加。在可持續(xù)發(fā)展、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的迫切要求下，提升建筑能源的使用效率和降低建筑的整體能耗已經(jīng)成為全人類(lèi)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。建筑能耗在我國(guó)所占社會(huì)總能耗比重較大，尤其以北方城市的冬季供暖和南方城市的夏季供冷能耗為主，相比較于同緯度氣候相近的發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)北方城市的冬季供暖和南方城市的夏季供冷能耗要大很多，北方城市建筑的供暖能耗達(dá)到了發(fā)達(dá)地區(qū)的三倍。公共建筑作為建筑中的耗能大戶(hù)，尤其以政府機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的能耗居高，其單位面積耗電量要比普通居住建筑單位面積耗電量大很多，而且其年耗電量約占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22％，因此對(duì)公共建筑進(jìn)行能源審計(jì)，分析能耗存在的問(wèn)題，提出公共建筑有效的切實(shí)可行的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，對(duì)于我國(guó)的建筑節(jié)能工作具有重要的意義。為使太原市建筑節(jié)能工作有序推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家提出的65％建筑節(jié)能目標(biāo)，推廣應(yīng)用新型建筑節(jié)能材料和新型建筑保溫節(jié)能體系，太原市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)所屬的建筑節(jié)能管理中心委托山西宏澤節(jié)能科學(xué)研究院立項(xiàng)專(zhuān)門(mén)開(kāi)展對(duì)太原市公共建筑的能源審計(jì)工作，從2008年開(kāi)始對(duì)太原市的部分公共建筑開(kāi)展了能耗統(tǒng)計(jì)和能源審計(jì)，筆者參與了部分審計(jì)期的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、資料收集、數(shù)據(jù)核算和審計(jì)報(bào)告編寫(xiě)等過(guò)程。通過(guò)對(duì)太原市的252棟公共建筑的能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)以及能耗分析，結(jié)果表明被統(tǒng)計(jì)和審計(jì)的152棟政府機(jī)關(guān)辦公建筑和100棟大型公共建筑的能耗都比較大，而且其保溫節(jié)能系統(tǒng)存在較大的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，對(duì)于既有公共建筑進(jìn)行節(jié)能改造勢(shì)在必行。同時(shí)針對(duì)公共建筑能耗大的特點(diǎn)，采用新型建筑保溫節(jié)能材料提出合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫節(jié)能設(shè)計(jì)方案，將會(huì)有效降低公共建筑的能源消耗。由于太原市是我國(guó)典型的寒冷地區(qū)城市，夏季和冬季較長(zhǎng)，夏季供冷和冬季供暖負(fù)荷比較突出，對(duì)太原市公共建筑的能耗分析及節(jié)能潛力研究，可以為寒冷地區(qū)乃至全國(guó)的公共建筑的保溫節(jié)能設(shè)計(jì)改造提供有利的依據(jù)。本文的研究?jī)?nèi)容及成果主要有以下幾點(diǎn)1在太原市選取部分政府辦公建筑和大型公共建筑進(jìn)行了能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)和能耗分析，得出了公共建筑各類(lèi)能耗的比例，以及公共建筑保溫節(jié)能體系存在的問(wèn)題。2對(duì)既有公共建筑利用太原理工大學(xué)建筑節(jié)能與新材料研究所研發(fā)的A級(jí)改性防火聚苯板所構(gòu)建的新型保溫節(jié)能體系，通過(guò)DEST軟件的模擬計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)可以取得良好的保溫節(jié)能效果，其各類(lèi)能耗指標(biāo)相較于實(shí)際能耗指標(biāo)分別降低為累計(jì)熱負(fù)荷下降1810％，累計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)下降1810％，供暖期間熱負(fù)荷指標(biāo)下降1706％。3結(jié)合太原市公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，利用太原理工大學(xué)建筑節(jié)能與新材料研究所研發(fā)的?；⒅楸鼗炷痢⒉；⒅楸仄鰤K及玻化微珠保溫砂漿等新型的無(wú)機(jī)保溫材料構(gòu)建的保溫節(jié)能體系，運(yùn)用DEST軟件對(duì)其進(jìn)行能耗模擬分析計(jì)算后得到良好的保溫節(jié)能效果，其各類(lèi)能耗指標(biāo)相較于實(shí)際能耗指標(biāo)分別降低為累計(jì)熱負(fù)荷下降1204％，累計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)下降1204％，供暖期間熱負(fù)荷指標(biāo)下降1235％。

簡(jiǎn)介：樓梯作為建筑物主要的豎向交通通道在地震和火災(zāi)發(fā)生時(shí)是建筑物中重要的疏散和逃生通道甚至是唯一出路所以樓梯被認(rèn)為是建筑結(jié)構(gòu)中極其重要的組成部分。目前在我國(guó)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常只考慮樓梯部位樓面開(kāi)洞和豎向荷載傳遞而幾乎不考慮樓梯在地震作用下與主體結(jié)構(gòu)之間的相互影響以至于給樓梯構(gòu)件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)留下了安全隱患。2008年5月12日北京時(shí)間14時(shí)28分中國(guó)四川省汶川縣發(fā)生了里氏80級(jí)特大地震而從此次地震中樓梯的表現(xiàn)來(lái)看其并沒(méi)有在地震災(zāi)害面前發(fā)揮其應(yīng)有的功能和作用往往都在主體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞之前出現(xiàn)嚴(yán)重破壞此次地震中樓梯的破壞情況背離了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的初衷。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本理念是保證樓梯在主體結(jié)構(gòu)破壞之前不發(fā)生危機(jī)樓內(nèi)人員逃生的嚴(yán)重破壞將樓梯間建成人員逃生的安全通道。本文將對(duì)此次汶川地震中樓梯結(jié)構(gòu)的震害情況進(jìn)行分析總結(jié)同時(shí)運(yùn)用STRAT通用有限元分析軟件對(duì)框架結(jié)構(gòu)樓梯參與結(jié)構(gòu)整體抗震作用進(jìn)行分析。本文的主要內(nèi)容包括1第一章對(duì)目前樓梯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法以及汶川地震后發(fā)布的“建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范局部修訂”的樓梯部分做簡(jiǎn)要介紹。2第二章對(duì)此次汶川地震中樓梯以及樓梯間結(jié)構(gòu)的破壞情況作了詳細(xì)介紹和原因分析。3第三章對(duì)目前結(jié)構(gòu)抗震基本理論以及多自由度體系地震反應(yīng)分析方法進(jìn)行了相關(guān)介紹。4第四章建立了兩個(gè)有無(wú)樓梯的框架結(jié)構(gòu)模型對(duì)這兩個(gè)模型分別進(jìn)行了模態(tài)分析和反應(yīng)譜分析然后考慮到樓梯的實(shí)際布置情況對(duì)樓梯在結(jié)構(gòu)中的三種常見(jiàn)布置形式對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了分析比較最后對(duì)有無(wú)樓梯以及樓梯位置發(fā)生變化時(shí)的框架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了PUSHOVER初步分析。

簡(jiǎn)介：伴隨著社會(huì)的進(jìn)步裝配式建筑及其優(yōu)勢(shì)正日益受到廣泛的關(guān)注。由于國(guó)內(nèi)大量住宅建設(shè)所造成的資源浪費(fèi)、環(huán)境惡化等后果建設(shè)部已多次倡導(dǎo)推動(dòng)建筑工業(yè)化、發(fā)展裝配式建筑從而推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。模塊化建筑作為一種新興的建筑體系具有高度的預(yù)制化比例在國(guó)外已經(jīng)進(jìn)行了多年的發(fā)展對(duì)提高工程質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約人力物力、保護(hù)環(huán)境等多方面有顯著的優(yōu)勢(shì)符合對(duì)于建筑工業(yè)化以及綠色建筑的發(fā)展要求。本文首先對(duì)模塊化建筑的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行調(diào)研研究介紹了目前比較常見(jiàn)的多種建筑模塊類(lèi)型、模塊化建筑結(jié)構(gòu)體系、模塊單元間的連接節(jié)點(diǎn)等以及基于BIM系統(tǒng)的模塊化建筑現(xiàn)代化施工方式。并結(jié)合國(guó)內(nèi)建筑發(fā)展對(duì)模塊化建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型研究。本文選取天津市濱海旅游區(qū)擬建4層模塊化建筑公寓樣本樓為例對(duì)模塊化建筑結(jié)構(gòu)體系的受力特征進(jìn)行研究其中包括對(duì)于4層公寓樣本樓的設(shè)計(jì)分析、靜力性能分析、動(dòng)力時(shí)程分析、靜力彈塑性分析等。分析過(guò)程中本文分別對(duì)模塊間連接節(jié)點(diǎn)剛度考慮剛接與鉸接兩種情況進(jìn)行研究比較節(jié)點(diǎn)剛度的不同對(duì)模塊化建筑結(jié)構(gòu)受力性能的影響。本文的重點(diǎn)是通過(guò)對(duì)模塊化建筑的調(diào)研與結(jié)構(gòu)體系的研究分析模塊化建筑這一新興的結(jié)構(gòu)體系的受力特征及其對(duì)于國(guó)內(nèi)建筑發(fā)展的適用性對(duì)模塊化建筑技術(shù)的發(fā)展與推廣有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

簡(jiǎn)介：隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，高層建筑以空前的規(guī)模和速度向前發(fā)展，建筑高度不斷增加，結(jié)構(gòu)體系更加多樣化。剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑中的主要形式之一，由于其整體性好，抗側(cè)剛度大，水平荷載作用下側(cè)移小，承載力容易滿(mǎn)足，墻面平整等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在非地震區(qū)和地震區(qū)的高層住宅及旅館建筑中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。實(shí)際工程中，對(duì)于剪力墻具體的布置與截面設(shè)計(jì)往往是由設(shè)計(jì)人員根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成的，所以在沒(méi)有一個(gè)明確的最優(yōu)化方法的情況下，工程師出于結(jié)構(gòu)安全考慮把剪力墻數(shù)量設(shè)計(jì)得過(guò)多，沒(méi)有充分利用剪力墻的承載能力，造成了一定的浪費(fèi)。因此對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻合理數(shù)量進(jìn)行研究具有重要的理論和工程實(shí)踐意義。本文旨在探討剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑平面布置方案既定的情況下，考慮多因素影響的剪力墻截面數(shù)量的合理化，主要內(nèi)容如下1首先按照剪力墻開(kāi)洞率和整體性系數(shù)進(jìn)行了分類(lèi)，分析了各類(lèi)剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，由材料力學(xué)方法和連續(xù)化方法得出了不同類(lèi)型剪力墻內(nèi)力和位移的計(jì)算方法，然后根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算單元中有無(wú)壁式框架，提出了將剪力墻結(jié)構(gòu)分為兩種類(lèi)型來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算。2結(jié)合工程實(shí)例運(yùn)用商業(yè)結(jié)構(gòu)軟件定量分析了影響剪力墻側(cè)移和合理數(shù)量的因素層高、墻厚、開(kāi)洞率、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、地震烈度、場(chǎng)地類(lèi)別等，并給出了定量關(guān)系曲線(xiàn)。3探討基于位移延性的剪力墻抗震設(shè)計(jì)方法，論證了剪力墻結(jié)構(gòu)基于位移限值設(shè)計(jì)的必要性和重要性，提出了層間位移限值比頂點(diǎn)位移限值對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)中抗側(cè)構(gòu)件數(shù)量的影響更加顯著。4將剪力墻的等效抗側(cè)剛度作為設(shè)計(jì)變量，以地震作用為目標(biāo)函數(shù)，以層間位移變形限值、強(qiáng)度限制、幾何尺寸構(gòu)造規(guī)定以及結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定為約束條件，建立了確定剪力墻合理數(shù)量的數(shù)學(xué)模型，并按照分部?jī)?yōu)化的思想對(duì)具體剪力墻截面進(jìn)行優(yōu)化，編制了相應(yīng)的一維搜索和復(fù)形法的MATLAB程序。5運(yùn)用程序進(jìn)行算例分析比較，表明該方法是很有效的，能供工程初步設(shè)計(jì)選用；并進(jìn)行總結(jié)和展望，提出本文的研究仍有待深入和完善，研究結(jié)論尚屬初步結(jié)論，后續(xù)研究工作仍有很大的意義。

簡(jiǎn)介：目前，國(guó)內(nèi)的“平改坡”坡屋頂采用的建筑結(jié)構(gòu)形式主要為鋼筋混凝土屋架、輕型木屋架、輕鋼屋架這三類(lèi)。輕鋼結(jié)構(gòu)“平改坡”是本文研究對(duì)象，具有造價(jià)經(jīng)濟(jì)、用鋼量省、承載力高、運(yùn)輸制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝方便等特點(diǎn)，符合我國(guó)綠色環(huán)保節(jié)能建筑的發(fā)展方向從而成為建筑“平改坡”工程的首選。本文主要研究?jī)?nèi)容、方法如下1介紹了輕鋼結(jié)構(gòu)“平改坡”的結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)造做法，通過(guò)案例分析得出比較理想的“平改坡”設(shè)計(jì)方案。2采用軟件對(duì)“平改坡”前后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計(jì)算分析，在三種組合工況的作用下分析新增加的輕鋼結(jié)構(gòu)坡屋頂對(duì)原建筑物的桿件承載能力、地基承載力和變形沉降的影響，并且分析在風(fēng)荷載和地震作用下，房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能及側(cè)向位移影響的狀態(tài)。3重點(diǎn)提出輕鋼屋架坡屋頂“平改坡”的結(jié)構(gòu)抗震分析方法，明確了“平改坡”輕鋼結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)的阻尼比的理論推導(dǎo)公式。主要通過(guò)反應(yīng)譜法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，以結(jié)構(gòu)的前6階模態(tài)為研究對(duì)象，分析得出“平改坡”結(jié)構(gòu)阻尼比與原建筑層數(shù)、質(zhì)量、振型參與質(zhì)量、質(zhì)量因子、剛度因子等之間的曲線(xiàn)關(guān)系，并通過(guò)數(shù)值分析的方法研究出相應(yīng)的方程；對(duì)于輕鋼屋架坡屋頂“平改坡”結(jié)構(gòu)通過(guò)反應(yīng)譜法和底部剪力法的計(jì)算分析比較，研究出反應(yīng)譜法和底部剪力法計(jì)算精度之間存在的結(jié)構(gòu)內(nèi)力關(guān)系，并且研究出底部剪力法相對(duì)于反應(yīng)譜法的動(dòng)力放大系數(shù)。4介紹了輕鋼結(jié)構(gòu)“平改坡”圖集的編制內(nèi)容，為設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作提供依據(jù)，為輕鋼屋架在平屋面改坡屋面工程中的應(yīng)用提供了推廣的空間。通過(guò)本文輕鋼結(jié)構(gòu)“平改坡”結(jié)構(gòu)分析方法和結(jié)構(gòu)性能的研究，為以后單層輕鋼結(jié)構(gòu)“平改坡”結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和多層輕鋼結(jié)構(gòu)“平改坡”結(jié)構(gòu)的研究提供參考依據(jù)。