高层双子塔间可升降桁架的优化设计

发布时间：2019-06-12 10:53

【摘要】：桁架结构具有简单高效的优点，重量轻，能充分利用材料的力学性能，桁架结构不仅在海洋工程、桥梁工程等需要覆盖大跨度的场合中得到了广泛应用，而且在工业及民用建筑中的应用日益广泛，桁架结构在我国建筑结构中的应用也越来越多。 本文首先介绍了有限元分析方法的思想，理论原理和其分析过程。建立了塔楼-桁架的整体ANSYS模型，根据土木工程学院提供的建筑设计规范及每块LED显示屏承受风载具体数值，对塔楼-桁架进行了重力、重力+十年一遇风载、重力+百年一遇风载、重力+温度、重力+温度+十年一遇风载和重力+温度+百年一遇风载六种工况下的分析，提取变形图并统计六种工况下最大变形量及最大变形位置，进行结果分析。最终得出桁架的变形量在不施加温度的工况下能够满足要求，施加温度以后则不满足规范要求，温度的影响不可以忽略。 桁架作为主要的承重结构，每天要完成一次升降，，使用次数非常频繁，因此对塔楼-桁架、桁架-导轨分别作了模态分析，观察其各自的固有频率，同时为驱动部件的设计和控制提供依据，避免了在同步上升和下降的动态运行过程中发生共振，造成事故或降低设备和建筑结构的使用寿命。并对塔楼-桁架整体结构进行地震反应谱分析，结果表明：主体混凝土结构的层位移角均小于规范的规定限值，满足规范的要求。 最后在桁架结构静力分析的基础上，运用ANSYSDesignOpt模块，以桁架的最大变形为优化目标，将桁架圆管截面直径和厚度作为设计变量，取20块桁架总质量和1号桁架的最大变形量最为状态函数对桁架进行了结构优化设计，并得到了最优方案。优化后，优化后桁架的最大变形从166.65mm下降到136.67mm，减小了17.99%，取得显著的优化效果，满足设计规范的要求。质量与初始设计相当，没有增加经济成本。
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【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH122

【参考文献】

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4 蓝天;空间钢结构的应用与发展[J];建筑结构学报;2001年04期

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本文编号：2497959