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考虑基础与上部结构共同作用的施工模拟分析

作　者: 赵跃亭
导　师: 马克生
学　校: 太原理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 基础与上部结构施工模拟 ANSYS 结构预变形
分类号: TU311
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 23次
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内容摘要

施工模拟分析是指依据建筑施工图纸的几何坐标信息和工程施工单位的进度计划,利用工程计算分析软件,利用施工模拟的原理依次生成计算模型中的结构单元,然后施加模拟所需的荷载,接着依次激活模拟分析的单元,运用后处理程序分析所需的研究项目。近年来,随着高层建筑的快速发展,高层、超高层建筑不断涌现,其在施工过程中的安全问题受到越来越多的关注,而规范却难以给予相应的解答。因此,有必要对其进行施工模拟分析来保障其施工过程的安全进行,进行考虑基础与上部混凝土共同作用下模拟分析研究具有重要的理论意义和工程实际意义。首先论述了模拟工程的背景概况,分别介绍了工程场地的地层分布状况、工程概况、结构体系及施工方案及荷载取值等相关信息,然后利用ANSYS分析软件,根据提供的工程背景概况,采用自下而上的建模方式和命令流建模方法依次生成单元,形成模拟分析模型,为下一阶段进行模拟提供了依据。其次利用结构施工模拟预变形及分析的基本原理,采用迭代计算变形分析方法,运用ANSYS软件的单元生死功能,依次激活单元,进行结构构件的受力与变形分析。分析整理出外内圈柱轴力随施工步的变化曲线、钢板剪力墙的应力云图、加强桁架的斜杆轴力图、基础筏板在长短轴方向的弯矩图,分析整理出外内圈柱压缩变形与施工步的关系曲线、地基在长、短轴方向及地基中心点的沉降曲线图。最后应用模拟分析结果,整理出外、内圈柱各节柱柱顶的施工加工预调值和构件加工预调值,为了便于施工操作,提出了外、内圈柱各节柱柱顶构件加工预调值优化调整方法,保证了施工的顺利进行。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-10
第一章绪论  10-22
  1.1 课题研究的意义  10-11
  1.2 ANSYS 软件的概述及发展  11-18
    1.2.1 ANSYS 软件的概述  11-13
    1.2.2 ANSYS 软件与本文相关的核心理论  13-17
    1.2.3 ANSYS 中的高级分析技术  17-18
  1.3 施工模拟分析的研究现状及概述  18-21
    1.3.1 施工模拟的概述  18-19
    1.3.2 高层结构的发展及其模拟分析的研究现状  19-21
  1.4 课题的研究思路和主要工作  21-22
第二章办公楼工程背景概况  22-35
  2.1 工程地质概况  22-23
  2.2 工程概况  23
  2.3 结构体系  23-29
    2.3.1 基础体系  23
    2.3.2 办公楼抗侧力体系  23
    2.3.3 办公楼重力体系  23-24
    2.3.4 地下室  24-29
  2.4 施工方案介绍  29-34
    2.4.1 工程施工阶段及荷载取值  29-31
    2.4.2 施工计划表  31-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章施工模拟及预变形分析计算原理及方法与模型介绍  35-50
  3.1 引言  35
  3.2 结构施工预变形及分析的基本原理  35-36
  3.3 预变形分析的计算原理及方法  36-39
    3.3.1 结构施工过程的模拟  36-37
    3.3.2 迭代计算找形分析  37-39
  3.4 施工安装预调值和加工预调值的内涵及加工预调值的简化调整方法  39-42
    3.4.1 施工安装预调值和加工预调值的定义  39-41
    3.4.2 加工预调值的简化调整方法  41-42
  3.5 施工模拟中采用的软件及计算方法  42
  3.6 分析计算模型的建立  42-48
    3.6.1 单元的选取及分析特性  42-44
    3.6.2 利用直接建模法及命令流操作方式建立模型  44-45
    3.6.3 模型建立的基本假定及模型介绍  45-48
  3.7 本章小结  48-50
第四章施工模拟分析结果  50-61
  4.1 施工模拟下分析模型构件的受力图  50-53
    4.1.1 B4 层部分内柱和外柱轴力与施工步关系曲线  50-51
    4.1.2 B4 层钢板剪力墙的的应力云图  51-52
    4.1.3 加强桁架的斜杆轴力图  52
    4.1.4 施工模拟下，基础筏板在x、y 轴剖面的内力图  52-53
  4.2 施工模拟下分析模型构件的变形图  53-56
    4.2.1 内外柱累积压缩变形  53-54
    4.2.2 地基的沉降曲线  54-56
  4.3 考虑施工模拟、地基沉降等多种影响因素，各柱构件施工安装预调值和加工预调值  56
  4.4 本章小结  56-61
第五章结论与展望  61-63
  5.1 本文研究成果  61-62
  5.2 展望  62-63
参考文献  63-67
附录  67-73
致谢  73-74
攻读学位期间发表的学术论文  74

考虑基础与上部结构共同作用的施工模拟分析

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