高层框架钢结构立体车库优化设计方法研究

发布时间：2017-10-17 18:16

  本文关键词：高层框架钢结构立体车库优化设计方法研究

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【摘要】：当前市民拥有车辆的增多与停车位不足之间的矛盾已成为一个亟待解决的难题,高层框架钢结构立体车库以其存储率高、自动化存取便捷、土地造价成本合理、运行安全可靠性高的优点得到了公众青睐。考虑到高层框架钢结构立体车库在设计中主要采用钢材搭建,传统的结构设计对钢材的需求量大,导致车库的建设成本较高,因此需要在保证车库安全运行的前提下,重新对其优化设计。本文以高层框架钢结构立体车库为研究对象,以材料的刚度安全评估、强度安全评估条件为依据,考虑影响高层框架钢结构立体车库设计的安全因素对其进行优化设计。主要内容包括：首先,对高层框架钢结构立体车库结构及工作原理进行分析,对影响立体车库力学特性的工作载荷、风载荷和地震载荷等三类载荷进行了参数化分析；考虑了工作惯性力,非线性化分布的风载荷,汽车空气阻力系数和连续化的地震载荷分布特点等参数对系统内力的影响,建立了本文的力学分析模型,为高层框架钢结构立体车库刚度安全评估、强度安全评估奠定了理论基础。其次,在高层框架钢结构体立体车库力学分析模型的基础上对其进行安全评估方法探讨。在考虑立体车库水平偏移条件下重力引起附加弯矩等因素对内力的影响下,对三类载荷联合作用下的立体车库进行内力分析；通过对立体车库的刚度分析计算,得到本文研究对象的水平位移挠度曲线,确定了危险点的刚度极限状态方程；在考虑结点焊接焊缝残余应力影响的情况下,对立体车库的强度分析计算,得到本文研究对象存在的多危险点的应力情况,确定了危险点的强度极限状态方程,为高层框架钢结构立体车库的优化设计提供了理论依据。然后,以高层框架钢结构立体车库的立柱、横梁、侧梁尺寸参数为设计变量,立体车库单位停车位钢材用量最省为目标函数,刚度安全评估、强度安全评估的极限状态方程为约束条件,建立高层框架钢结构立体车库的优化设计数学模型,确定高层框架钢结构立体车库的优化设计方法。最后,通过实例对高层框架钢结构立体车库进行力学特性及优化设计方法仿真分析,验证本文方法的可行性。
【关键词】：立体车库 载荷 安全评估 优化设计
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU973.13;U491.71
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 论文选题背景及意义11-13
• 1.2 国内外立体车库发展现状13-14
• 1.3 框架钢结构立体车库研究现状14-17
• 1.3.1 立体车库力学研究现状14-16
• 1.3.2 安全评估研究现状16-17
• 1.4 本文研究内容17-19
• 第二章 高层框架钢结构立体车库力学模型19-35
• 2.1 引言19-20
• 2.2 高层框架钢结构立体车库结构及工作原理20-23
• 2.2.1 立体车库结构组成、存取车过程及设计要求20-21
• 2.2.2 立体车库主体框架部分21-22
• 2.2.3 升降、横移系统部件及载车板结构承载件22-23
• 2.3 高层框架钢结构立体车库受力分析23-32
• 2.3.1 工作载荷分析23-26
• 2.3.2 风载荷分析26-29
• 2.3.3 地震载荷分析29-32
• 2.4 高层框架钢结构立体车库力学模型的建立32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 高层框架钢结构立体车库安全评估35-49
• 3.1 引言35-36
• 3.2 高层框架钢结构立体车库整体内力分析36-41
• 3.2.1 立体车库整体的内力分析36-38
• 3.2.2 水平位移条件下重力附加弯矩对车库整体内力的影响38-41
• 3.3 基于高层框架钢结构立体车库刚度分析的安全评估41-44
• 3.3.1 框架钢结构立体车库动态变形41-43
• 3.3.2 框架钢结构立体车库刚度极限状态方程43-44
• 3.4 基于高层框架钢结构立体车库强度分析的安全评估44-48
• 3.4.1 立体车库结构危险点应力分析44-47
• 3.4.2 框架钢结构立体车库强度极限状态方程47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 高层框架钢结构立体车库优化设计49-55
• 4.1 引言49
• 4.2 高层框架钢结构立体车库优化设计模型49-51
• 4.3 立体车库结构优化模型求解51-54
• 4.3.1 优化模型准则51-53
• 4.3.2 Kuhn-Tuker乘子的确定53
• 4.3.3 模型求解步骤53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 高层框架钢结构立体车库优化设计实例分析55-70
• 5.1 引言55
• 5.2 高层框架钢结构立体车库力学特性仿真分析55-62
• 5.2.1 立体车库力学模型的刚度分析56-59
• 5.2.2 立体车库力学模型的强度分析59-62
• 5.3 高层框架钢结构立体车库优化设计仿真分析62-68
• 5.3.1 基于某型式框架钢结构立体车库的优化设计62-64
• 5.3.2 风载荷等级变化条件下立体车库的优化设计64-66
• 5.3.3 层数变化条件下立体车库的优化设计66-68
• 5.4 本章小结68-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 全文总结70-71
• 6.2 研究展望71-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-78
• 攻读硕士学位期间科研情况78

【参考文献】

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本文编号：1050314