纸文化博物馆结构方案设计答辩ppt

材料科学与工程学院森林工程毕业设计答辩 纸文化博物馆结构方案设计 答辩人 董春生学号 20131003指导老师 郑哲文教授答辩时间 2017 06 纸文化博物馆的特点 1 大跨度 标志性建筑2 符合纸文化主题3 建筑优美独特4 绿色 环保 钢结构建筑物作为受力性能优越的绿色 低碳建筑 已成为中国工业产业和循环经济的代表 进入21世纪建筑钢结构的发展以及应用呈现出大跨 高层 轻钢结构快速发展 钢结构非常适合纸文化博物馆的整体要求 此次设计采用钢结构 钢结构的特点 钢结构是用钢板 热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的 与其他材料的结构相比 钢结构有如下一些特点 1 材料的强度高 塑形和韧性好 2 材质均匀 和力学计算的假定比较符合 3 钢结构制造渐变 施工周期短 4 钢结构的质量轻 5 钢材耐腐蚀性差 6 钢材耐热但不耐火 钢结构的应用范围 1 大跨度结构 2 重型厂房结构 3 受动力荷载影响的结构 4 可拆卸的结构 5 高耸结构和高层建筑 6 容器和其他结构物 7 轻型钢结构 鸟巢 体育场 水立方 游泳中心 钢结构的发展状况从1980年开始 我国才开始在缓慢发展钢结构技术 随着我国技术向国外先进技术的学习 并且国家政策的扶持 近年来钢材产量持续发展 年产量达到了世界第一 而且自90年代末以来 我国钢产量增长迅速 钢材品种及规模丰富 市场供应充足 其中普通碳素钢已经达到了当前阶段钢结构建筑的需求 我国钢结构发展形势很好 可以预言 钢结构在21世纪将会处于快速发展时期 这将打破我国长期以混凝土结构 砌体结构的结构体系的格局 对于制造钢材和施工企业具有更加广阔的前景 设计内容 本工程为衡阳纸文化博物馆 建筑地点为耒阳市 建筑设计要求体现现代建筑的特点 并体现节能的要求 建筑造型如同一张展开的纸张 拟建筑面积2765 左右 建筑层数2层 第一层高6m 第二层高4m 总高18m 场地长度67 2m 宽度45 6m 采用钢架曲面构造结构 主体采用矩形形式 设计创意 本方案设计元素源于纸的形象 外形优美独特 如同一张张开的纸张 采用现代建筑手法 运用曲线对建筑空间和外观进行诠释 她姿态优美 宛如一幅画卷在江边铺开 她向人们讲述着博大精深的中国故事 传说着三湘大地伟大劳动人民的勤劳与智慧 她独特的构造能让观者领略幽雅的东方情韵 领略中国悠久文化 设计思路 与主体建筑武广高铁站建筑风格相印 与风光带设计主题相符 使纸文化博物馆建筑溶入公园 成为风光带内具有标志性的建筑 视觉直观而不俗 主题鲜明 充分反映纸文化内涵 东立面图 西立面图 基于该曲面钢结构的弯曲程度 而且我们主要是研究大厅内的主梁和柱子的受力研究分析 我们近似将其当做一榀框架结构处理 根据建筑功能和建筑施工的立面图 本工程确定采用矩形框架承重方案 框架梁 柱布置参见结构图 结构平面图 结构平面图 本工程主梁采用Q235A 热轧H型钢材 柱子采用Q235A 矩形空心钢 焊接材料应该之相配套 手工焊采用E43系列焊条 基于我是对会展厅的梁和柱子进行研究 所以经查钢结构设计手册得到得到下表 确定结构计算简图根据结构设计的方式 可取一榀典型横向框架做为计算单元 这里取2轴框架进行计算 ABCDE 荷载统计1恒载标准值 活载标准值活动载荷主要包括人在楼面上走动时的载荷以及雪载荷 我们以最大值进行计算 分别为人活动时为2 0KN m2 雪载荷为0 35KN m2 由于雪载荷作用不是很大 所以可以忽略此载荷影响 对于活动载荷 计算太复杂 影响不是巨大 所以都可以忽略 荷载计算推理AB轴间的框架梁为均布荷载 所以得到一层顶均布荷载等于屋面板传荷载 都为17 078kN m 它们之间显然没有集中载荷 BC轴间的框架梁为均布荷载 所以屋面均布荷载等于屋面板传荷载等于17 078kN m 再根据公式楼面均布荷载等于楼面板传荷载加上内横墙自重可以算为24 733kN m 屋面集中荷载等于女儿墙自重为9 496kN 楼面集中荷载等于外纵墙自重 均为36 726kN 对于C轴 由于屋面集中载荷为零 所以楼面集中荷载等于内纵墙自重 为47 077kN 对于CD轴框架梁 CD轴均布荷载为屋面均布荷载等于27 078kN m 楼面均布荷载等于25 948kN m 对于CD轴集中荷载 D轴为8 346kN对于DE轴框架梁 屋面均布荷载为17 078KN m DE集中荷载为屋面集中荷载等于9 496kN 楼面集中荷载为36 726kN 钢结构的力学分析1弯矩 剪力 轴力计算 图4 1 a 图4 1 b 图4 1 c 利用位移法求解 先求解上层 如图4 1 b 设基本未知量为刚结点B C E G的角位移为Z1 Z2 Z3 Z4 根据图并利用结构力学表5 1写出各杆端内力 并画出弯矩图如下 弯矩图 剪力图 轴力图 有限元仿真分析为了验证上述计算过程的准确性 我通过应用solidworks软件中的有限元分析方法进行了模型的静应力分析与之进行对比 模型效果图 约束及荷载施加图网格生