学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高层剪力墙结构住宅的优化设计研究

作　者: 吴飞
导　师: 张永胜
学　校: 太原理工大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 剪力墙结构 优化设计 层间位移角 ANSYS优化
分类号: TU973.16
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 173次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近年来,剪力墙结构建筑由于具有空间整体性好、抗震性能好等优点而被广泛应用于高层住宅中,高层剪力墙结构住宅投资大、施工周期长,所以对高层剪力墙住宅进行优化设计具有重要意义。优化设计是根据设计准则在可行域内用优化方法去搜索所有的设计方案,并在这些设计方案中找到最优设计方案。结构优化是在保证安全性的提前下最合理的利用材料的性能,经过优化后,能够使结构受力更加合理和经济。本文以剪力墙结构住宅为研究对象,依据优化设计理论和现行规范,应用STAWE和ANSYS软件,以某剪力墙结构住宅为算例,对该剪力墙住宅进行结构优化,主要做了以下工作：1.以剪力墙的数量和布置最优为目标利用现行规范对结构的平面布置进行优化,优化完成后利用我国常用的设计软件STAWE进行计算,对比优化前、后结构的动力特性、变形情况、内力特性。通过对比可知,优化后结构的周期变大,层间位移角变大,表明结构刚度变小,材料得到更充分的使用；2.利用有限元分析软件ANSYS按照优化的剪力墙布置建立有限元模型,对有限元模型进行模态分析和谱分析,将模态分析得到的周期与STAWE软件计算的周期进行对比,结果吻合较好；3.在模态分析和谱分析的基础上,以ANSYS软件为工具对剪力墙墙厚进行优化,剪力墙墙体配筋在墙厚优化前、后均以构造配筋为主,以结构重量最轻为目标,以结构顶层位移最大限制为约束条件,在满足规范的前提下,对结构建立优化模型进行优化,优化后剪力墙墙厚由200mm变为160mm,结构的重量减轻了近10%。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 高层建筑发展及特点  10-11
  1.2 结构优化的相关概念及基本理论  11-19
    1.2.1 结构优化设计的发展  12-14
    1.2.2 高层建筑结构优化设计的层次  14-15
    1.2.3 结构优化数学表达  15-16
    1.2.4 结构优化设计求解方法  16-18
    1.2.5 高层建筑结构优化设计存在的问题  18-19
  1.3 论文研究研究的目的意义和研究的主要内容  19-20
    1.3.1 论文研究的目的意义  19
    1.3.2 论文研究的主要内容  19-20
第二章 剪力墙结构的相关知识  20-28
  2.1 剪力墙结构分类及划分标准  20-23
    2.1.1 剪力墙的分类  20-21
    2.1.2 剪力墙的划分标准  21-23
  2.2 剪力墙结构的计算  23-26
    2.2.1 基本假定  23-24
    2.2.2 各类剪力墙的侧移刚度  24-25
    2.2.3 剪力墙结构的内力计算  25-26
  2.3 剪力墙结构布置  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 剪力墙数量和布置的优化  28-50
  3.1 工程概况  28-30
    3.1.1 设计依据  28
    3.1.2 设计数据  28-29
    3.1.3 结构布置  29-30
  3.2 设计参数的选取  30-33
  3.3 剪力墙数量和位置的优化  33-35
    3.3.1 优化前的方案模型  34
    3.3.2 优化后的方案模型  34-35
  3.4 结构优化前后对比分析  35-48
    3.4.1 动力特性分析  35-38
    3.4.2 变形特性分析  38-42
    3.4.3 内力特性分析  42-48
  3.5 本章小结  48-50
第四章 基于地震反应谱对剪力墙墙厚的优化设计  50-80
  4.1 基于ANSYS的结构优化设计理论  50-55
    4.1.1 ANSYS优化步骤  50-51
    4.1.2 ANSYS的优化方法  51-55
  4.2 ANSYS模型的建立  55-57
    4.2.1 单元类型的选择  55-56
    4.2.2 有限元模型的建立  56-57
  4.3 模态分析  57-64
    4.3.1 模态提取方法  58-59
    4.3.2 模态分析  59-64
  4.4 谱分析  64-71
    4.4.1 地震反应谱  64-67
    4.4.2 ANSYS反应谱  67-71
  4.5 基于反应谱对剪力墙墙厚的优化  71-77
    4.5.1 剪力墙优化设计  71-73
    4.5.2 剪力墙厚度优化前、后性能对比  73-77
  4.6 本章小结  77-80
第五章 结论与展望  80-82
  5.1 结论  80-81
  5.2 不足和展望  81-82
参考文献  82-86
致谢  86-88
攻读学位期间发表的学术论文  88

相似论文

  1. 压气机优化平台建立与跨音速压气机气动优化设计,TH45
  2. 涡轮S2流面正问题气动优化设计研究,V235.11
  3. 采油中心的动力特性分析及结构优化改进,TE933.1
  4. 深部大陆钻探用钻机顶驱液压系统设计与研究,TE922
  5. 拖拉机驾驶室的有限元分析及优化设计,S219.02
  6. 秸秆还田施肥播种机的设计与试验研究,S223.25
  7. 基于RFID和GPRS的无线通信平台的医疗应用,R319
  8. 基于Moldflow软件的MP4壳体注塑分析与优化设计,TQ320.662
  9. CC采油厂薪酬体系的优化设计,F426.22
  10. 多支撑浮筏隔振系统优化设计研究,TB535.1
  11. 仿人形机器手的开发与研究,TP242
  12. 甘肃省化工研究院中层管理人员绩效考评体系优化设计研究,F426.7
  13. 高效节能氮化热处理炉关键技术的研究,TG155.1
  14. 割刀行星齿轮传动机构的优化设计研究,TH132.41
  15. 液压挖掘机工作装置动力学分析及有限元优化设计,TU621
  16. 喷气织机六连杆打纬机构动态特性分析及优化,TS103.33
  17. 新课程背景下高中历史课程课堂教学教师提问的优化设计,G633.55
  18. SD公司人力资源管理信息化优化设计,F272.92
  19. 基于ANSYS的巨型框架—筒体结构抗震性能分析,TU352.11
  20. 超高速液体动静压混合轴承参数优化设计研究,TH133.36
  21. 摩托车车架设计及力学分析,U483

中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 高层建筑 > 高层建筑结构 > 结构类型与体系 > 框架、剪力墙体系
© 2012 www.xueweilunwen.com