钢结构设计阶段与异形柱框架的应用

1、. 36 .2006年第4期钢结构作为建筑体系的优势在于钢结构建筑的重量轻 因此钢结构的抗震性能非常好所谓异形柱框架体系是指全部或部分采用L 字型 包括基础 板1结构设计阶段结构设计的阶段大体可以分为三个阶段方案阶段的内容为工程地质勘查报告例如框剪结构混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式 荷载的计算风荷 载 地下水的荷载 例如 广东省建筑设计研究院深圳分院对异形钢结构柱的优点进行了分析关键词异形柱框架中图分类号1003-1324装修荷载等等上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永 久值系数等来进行不同工况下的组合计算 构件的试算使用要求及各种计算手册上推荐的

2、试算方 法来初步确定构件的截面 内力的计算 剪力 剪跨比来复核结构试算的构件是 否符合规范规定和要求1.2 各设计阶段的三点方法依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计 算根据结构计算的结果用结构语言表达在图纸 上. 37 .2006年第4 期 柱的平面布置很灵活可以满足业主对大开间建筑的需求异形柱框架与矩形框架相比此 外钢结构异形柱框架避免了混凝土的阴角和阳角部位存在应力集中现象和地震时的破坏严重人们对住房的要求越来越高可增加使用面积 4%可选择填充墙的墙体材料等优点异形柱框架的构造应满足现行国家结构设 计应 采取下面的构造措施 力求结构平面规整 最好不做错层结构 使柱体和墙体形成有

3、机的整体3刚度等效原则对于多高层框架来说因此只要保证异形柱形心主轴惯性矩正确进入电算程序中局部坐标系下的单元刚度矩阵 应该按照等效刚度的原则相应增加了弱轴方向的截面特性优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接但是异形柱在结构分析中还存在问 题异形钢柱局部稳定性计算梁柱节点与钢柱形心轴偏离时整体受力分析 异形柱框架结构不对称时 从资料分析中看尤其在近20 年来出现了 新的结构类型钢结构被应用于 高层住宅中将会越来越多的运用到高层住宅中去 异形柱也将得到更高的认识和研究我们认为应该做到以下几点 通过回访 加快相关技术标准使与钢结构异形柱有关的所有部门和 人员工作起来有据可依重视有关钢

4、结构住宅的 技术人员的教育和培训 钢结构住宅是今后发展的一个方向我们提倡 的是抛弃风格创造出技术和艺术有机融合的钢结构住宅的精品建筑 钢结构设计阶段与异形柱框架的应用作者:龙国兵作者单位:广东省建筑设计研究院深圳分院刊名:山东建材英文刊名:SHANDONG BUILDING MATERIALS年,卷(期:2006,27(4引用次数:0次相似文献(10条1.期刊论文徐晓东论在设计阶段提高沥青路面工程质量的管理-淮北职业技术学院学报2010,9(1为提高高速公路沥青路面的工程质量,延长新建高速公路路面使用寿命,从设计角度出发,在弯沉、结构设计、防排水三个方面提出一些看法,为路面设计提供一点参考.2

5、.学位论文杨威车身造型形体与结构设计同步工程性研究2008近年来,世界汽车的大环境都在悄悄的发生变化:产品生产周期缩短,产品更新换代速度加快;顾客消费价值和消费结构变化;顾客需求不但多样化、个性化,而且对产品功能、质量和可靠性的要求与日俱增,从而加剧了汽车市场竞争。面对激烈的市场竞争,各国汽车企业都在认真研究怎样才能在最短的时间内,把高质量、低成本的产品推向瞬息万变的市场,以满足顾客的需求和赢得市场竞争的胜利。国内随着计算机在汽车上大量的应用,同步工程在汽车设计中应用的条件慢慢成熟起来。在造型设计阶段,能够进行结构设计分析,得到轻量、安全和避免运动干涉的矛盾提前预见及合理分析解决,同时有效保证

6、车身结构设计的工艺性要求。进行同步工程设计能有效地提高效率,避免工程设计阶段,因结构设计的需要而达不到造型设计要求的矛盾,或者造成不得不修改前期造型。并行工程使企业在设计阶段就能预见到产品的整个生命周期,是一种基于产品整个生命周期的具备高度预见性和预防性的设计模式。需要指出的是,有人把并行工程简单地等同于并行生产或者并行工作,认为并行工程就是同时或者交错地开展设计过程或生产活动,这种看法是错误的。并行工程的最大特点是强调所有的设计工作要在生产之前完成。在车身造型设计阶段,对于车身外覆盖件的强度,外覆盖件的冲压成形及焊接工艺性都需要工程师们早期的参与设计,才能在概念设计阶段免除后期的返工。本文阐

7、述了造型阶段针对车身结构的主断面设计、外观公差设计、钣金成形性分析、焊接工艺性设计、开启件的运动干涉分析等。针对车身造型形体与结构设计同步性工程研究方法的讨论,能有效的在形体设计阶段或评价时,协调解决结构设计中有关轻量化、装配结构、运动干涉等一系列车身造型形体与结构设计的矛盾。通过对于车身造型形体与结构设计同步性工程研究,可以有预见地知道实际设计成果,并提出评价指标和评价内容,较全面的解决车身造型及结构设计的矛盾点,缩短产品开发周期及结构样车验正周期,对于我国自主开发车身设计有一定的指导作用。分析了设计阶段项目投资控制的重要性,从基础造型与设计、基础与地下室设计、上部结构设计等方面对设计阶段的

8、成本控制进行了探讨,提出了解决问题的对策,以优化结构设计施工方案、降低工程成本、提高经济效益.4.学位论文李学军体育馆建筑结构概念设计研究2005体育馆建筑属于大型公共建筑,建筑规模大、内部功能要求较高,只有在设计前期进行详尽的结构概念设计才能保证结构设计的合理性、安全性和经济性。结构概念设计是运用人的思维和判断能力,在设计前期从宏观上决定结构设计中的重大问题,使结构物既符合功能要求,又有足够的整体性和抗灾害能力。结构概念设计有别于传统的数值计算设计,是从结构概念入手,从整体上考虑结构的合理性。因此,研究体育馆建筑的结构概念设计问题具有较大的工程使用价值。为此,本研究运用未确知测度方法、弹性力

9、学方法、人工神经元网络方法等对体育馆建筑结构概念设计进行了系统研究。全文的主要研究工作概括如下:(1概念设计方法的研究。结合体育馆建筑的结构特征,对体育馆结构概念设计阶段的方法进行了研究,提出了体育馆建筑结构概念设计中的几个主要过程,即结构方案评价、主体结构选型、简化计算方法、设计概念和经验总结、结构构造与措施五个过程,并分别对其进行深入研究。(2基于未确知测度的体育馆建筑结构方案评价方法的研究。体育馆建筑结构方案评价是结构概念设计阶段的主要工作,这一过程主要是评定结构方案的优劣程度,为最终设计方案的可接受性决策或为再设计决策提供依据和支持。本文采用未确知测度的方法,建立了两种结构方案评价模型

10、,即整体方案评价模型和多因素影响下的结构方案评价模型。系统地论述了因素空间、单因素测度与多因素测度的关系,权向量的设置及多因素综合测度的等级识别等方案评价中的关键问题,最后给出了工程应用实例并加以验证。(3空间网架结构屋盖结构选型的研究。本文对体育馆建筑中常用的空间网架结构形式进行了分析,确定了网架结构在选型时所考虑的多种因素,并对不同类型的网架结构的适用范围和经济性进行了研究。在这一基础上采用弹性力学手段,对正交正放类网架、正交斜放类网架、三向类网架等在矩形、圆形、三角形、六边形等不同平面形式下的内力、位移、动力特性公式进行了推导,并对公式进行了形式上的整合。所得简化计算公式力学概念清晰,形

11、式简单,可满足概念设计阶段的要求。(4人工神经元方法辅助体育馆结构概念设计研究。在分析了结构概念设计阶段工程师思维形式的基础上,研究了人工神经元网络结构及其工作机理,认为它可以模拟人脑的某些基本特征,并能方便地解决概念设计阶段的某些技术和经济问题。通过对人工神经元网络基本原理与多层网络的误差逆传播算法的详细分析,应用多层网络的误差逆传播算法,研究了人工神经元网络辅助结构概念设计的可行性,并对空间网架结构技术指标和经济指标的预测方法进行了研究。(5体育馆结构构造和措施。由于土木工程的粗放性、体育馆结构受力的复杂性、结构作用荷载和材料抗力的随机性,很多内在的受力情况不是理想化环境,要作用精确的设计

12、计算是不可能的也是不必要的。结构构造与措施作为结构设计的补充,对加强结构的稳定性、整体性和抵御突发灾害的能力有很大作用,是体育馆建筑结构概念设计必不可少的一部分。在结构概念设计阶段考虑对整体性有益的结构构造措施,有时是决定方案可行与否的关键。通过对体育馆建筑结构构造措施的研究,对影响体育馆结构设计前期的空间结构构造与措施、下部支撑结构的构造与措施进行了较为系统的分析、比较、优选。体育馆建筑结构概念设计是从宏观上、整体上对结构进行分析和布置,不仅对后续的施工图设计具有较强的指导意义,也对设计前期的成本核算和专业工种间的协调、有序进行创造了有利的环境,因此,本研究具有一定的理论意义和适用价值。5.

13、学位论文花林林层单元结构模型在高层建筑结构方案设计中的应用2007随着科学技术的进步和经济的发展,各种类型的结构体系随之迅速发展,结构选型问题在高层建筑结构设计中的重要性空前凸显,正日益受到土木工程师和广大设计人员越来越多的关注。但是,在结构选型方面目前国内外尚未对其理论进行充分的研究,这是因为结构选型是一个非常复杂的决策问题,具有强烈的综合性,包含大量不确定性(随机性、模糊性和未确知性信息,一般认为用传统的准则法或者数学规划法对此问题进行建模和求解很难奏效。本文主要针对结构的安全性问题,提出适用于高层建筑结构方案设计阶段的模型简化分析方法,作为辅助建筑师方案设计时的结构选型工具,并能给出主要

14、构件大致尺寸,作为结构施工图设计的基础参数。论文首先介绍了结构选型方法的研究现况,探讨了结构选型方法在实际工程中难于推广应用的原因,并指出实际工程中需要一种合理的结构选型阶段计算方法来解决建筑与结构间的矛盾,完善设计流程,节约建设成本。其后,简述了有限元法在建筑结构中的应用情况,并结合超级元的思想和结构变形的特点,提出层单元模型。主要论述了层单元模型的概念和计算方法,通过分析和对比层单元模型计算方法与现有常用计算方法,证明了层单元模型的可行性和合理性,层单元模型能满足方案设计阶段的计算精度要求.再之后,利用已建立起来的结构计算模型计算已有各结构体系的工程实例,证明该计算方法满足方案设计阶段的计

15、算精度要求。再将程序界面简化,试图应用于实际工程结构的方案设计阶段,完成结构选型并确定主要构件的大致尺寸.最后,总结了将层单元模型方法应用在高层建筑结构方案设计阶段的优点,并指出了可进一步完善的地方。6.期刊论文冯春林浅谈建筑结构设计-科技风2009(11结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西.结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素,包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部等等,然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系,把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础.结构设计的内容由上可知为:基础

16、的设计、上部结构的设计和细部设计.7.学位论文周江奇面向装配精度控制的车身结构概念设计优化方法研究2005持续提高车身装配尺寸质量是保持汽车制造业核心竞争力的关键,在现有制造技术条件下,车身装配尺寸质量的进一步提高受到产品设计水平的瓶颈制约。传统的车身结构概念设计方法受设计信息不完备限制,设计人员主要依赖经验和主观的判断,缺乏对车身结构方案的尺寸质量评价的科学推理方法,只能以串行的工作模式、孤立地设计零件接头构型或进行装配顺序规划,这使得在后续阶段任何变化都会导致结构概念设计方案的大量修改。本文结合车身结构概念设计阶段产品信息的残缺性等特征,运用基于实例推理方法构筑并行的车身结构概念设计和分析

17、流程,并从装配顺序、零件接头构型等影响车身装配尺寸质量的关键因素出发,开展相关支撑技术的研究,旨在通过综合考虑产品和工艺因素,深化对影响车身尺寸质量的设计要素的理解,将车身的结构概念设计过程程序化、科学化,进一步提高车身产品质量。研究的主要内容和创造性工作包括四个部分:(1基于实例推理的车身结构概念设计为了改变以串行的工作模式、孤立地设计零件连接结构或进行装配顺序规划的传统设计方法的现状,根据车身关键的产品和工艺特征,首先建立了车身功能和关键特征的映射模型,以及概念设计阶段装配模型与可重用设计实例数据结构之间的关联关系,在此基础上,提出基于实例推理技术的可重用车身结构概念设计方法;为帮助构建实

18、例数据库并解决产品和工艺知识提取困难,提出了可直接面向产品数模的基于STEP的装配关系提取算法;最后建立了层次性的实例数据索引机制和相应的实例提取混合算法,以形成面向装配精度控制的车身零件焊接接头和装配顺序的优化设计的初始设计方案。(2基于分总成识别的车身装配顺序规划技术在车身结构概念设计阶段,由于零件的详细几何结构信息不完备,传统的装配顺序规划技术无法应用;组合爆炸等问题依然困扰装配顺序生成过程。本文在实例库和用图论方法建立的装配模型基础上,通过研究零件连接结构的统计特征,引入表征零件及分总成结构偏差吸收能力的评价指数,形成了不同装配层次分总成的定性识别和提取方法,并应用于基于矩阵置换运算而

19、实现的装配顺序生成过程,进一步缩小了顺序生成规模、提高了顺序生成效率。该研究将依靠经验的车身装配顺序规划过程变为依靠严密的数学推理的设计过程。(3面向柔性装配的三维尺寸链公差分析方法为了解决在车身概念设计阶段缺乏有效的公差分析手段的问题,实现对装配连接关系、装配顺序、定位方式等因素对车身装配精度的综合评价,提高分析精度,提出了面向柔性装配的三维尺寸链公差分析方法。该方法将零件的定位方式要素作为尺寸链中的零尺寸环加以分析;将车身零件装配关系提炼为具有定位作用和柔性偏差吸收作用的两种匹配特征关系,并利用图的路径搜索算法,建立装配尺寸链各组成环的自动生成算法。在此基础上,研究匹配特征的公差区域表达和

20、定位要素的相互关系,通过两种匹配特征之间的空间变换关系,提出了表征零件装配公差传播的数学模型,并建立了完整的仿真算法。(4基于遗传算法的车身结构设计方案优化本研究将车身装配体结构设计方案的寻优过程归纳为多目标优化问题。利用设计实例知识库建立车身结构骨架模型,以此为基础提出了以接头形式为设计变量,装配顺序、尺寸链系统为约束条件、关键特征尺寸偏差相对于工艺能力的满足程度为优化目标的优化模型。采用遗传算法进行优化求解,有效地解决了顺序和接头类型的离散变量和全局优化问题。为了提高遗传算法的效率和结果的可信度,引入具有约束条件作用的知识模板,实现了车身结构设计知识在遗传算法中的应用。根据上述研究,开发了

21、面向车身结构概念设计的工具软件原型,并在美国通用汽车公司北美研发中心的新车型设计中得到成功试用。总之,本研究提出和描述了面向概念设计的一系列车身结构装配精度优化计算方法和手段。首先通过基于实例推理技术建立并行结构设计分析方法,其次通过装配建模和分析技术帮助设计人员完成设计约束的施加和可行设计方案的生成,并提出了对设计方案进行量化评价和优化的方法,最后通过软件编程封装上述系统方法以实现面向装配精度控制的车身结构设计优化。通过对建筑结构系统分析,说明了设计建筑结构的基本原则和计算建筑结构造价的基本方法,建立了建筑结构系统经济优化的通用模型.结合常见的钢筋混凝土结构,具体分析了优化模型在钢筋混凝土结

22、构设计阶段的应用.通过编译计算机程序,可以较方便地求解最佳结构设计方案.文中以某四层双跨框架结构为例,对比分析了该框架结构的初始方案与优化方案,发现经优化后的方案造价比初始方案造价节省2.9%,经济效果比较明显.9.学位论文张勇基于同步公差设计的概念结构设计优化2006机械设备在国内外市场中竞争力的强弱,在很大程度上取决于产品的质量,而产品的质量又在很大程度上取决于产品的设计,产品的设计质量可赋予某种产品“先天性优劣”这种至关重要的本质特性。因此对绝大多数产品来说,产品的设计在保证产品质量的过程中起着头等重要的作用。公差设计又是机械产品设计中极为重要的不可缺少的一环。这是因为尺寸和公差不仅影响

23、产品的质量,而且对制造成本也起着决定性的作用。当前的公差设计研究大多集中于详细设计阶段,对设计前期的公差研究较少。为保证概念结构设计的可行性与经济性,提出将公差设计研究提前到概念设计阶段并研究了其中的关键技术。本文以国家自然科学基金项目:产品概念结构与公差同步综合进化设计理论与应用研究(项目号:50475129为中心展开研究。按照自顶向下、分解重构的设计思想,在生长型概念结构设计的基础上,将公差问题提前到概念设计阶段。随着结构自顶向下、不断进化的设计,公差设计也是一种自顶向下、不断进化的设计,从设计的源头开始考虑公差因素,并把公差因素作为产品设计的推动因素,启发式引导产品创成过程,对产品方案进

24、行评价和优化。在设计前期的公差设计将及时发现设计中的公差问题,减少设计修改并缩短设计周期,极大地降低产品成本。论文的主要内容如下:系统地综述了国内外计算机辅助公差设计与概念结构设计的研究现状。按照自顶向下的设计思想说明了在设计前期研究公差问题的必要性,在此基础上提出了本文的研究目标和整体框架。首次提出了基于同步公差设计的概念结构设计优化理论,其本质是自顶向下和分解重构的设计思想在公差设计中的体现。建立了功能一结构一公差集成模型,分析了这种设计方式与传统设计方式的不同。研究了公差与概念结构优化的关系,建立了同步公差和概念结构设计优化具体实现框架,实现了基于公差的设计。建立了面向同步公差设计的集成设计模型,它包括装配信息模型、同步公差设计过程模型、相应的公差表示模型三个部分。装配信息模型采用了基于配合和接触关系的功能表面装配网络模型