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[硕士论文] 杜帅
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:伴随着现代城市化建设进程的推进,现代的建筑以及城市基础设施的不断完善,城市用地越来越紧张,因此现在的建筑也向着地下方向迈进,深基坑的开挖、支护等技术成了解决高层等建筑的关键。深基坑在我国虽然有一套比较成熟的理论和体系,但是由于不同的区域有不同的地质条件,所以基坑开挖以及支护依然面临地质条件的限制。
  对于模拟的有限元软件ANSYS、ABQUS、MIDAS/GTS等,MIDAS/GTS对于深基坑模拟方面的针对性较强。
  本文的设计研究对象是某一放坡开挖的深基坑,在研究与分析时要注意放坡的有关注意事项,比如,放坡开挖的坡度设计、放坡开挖的土方应堆放位置等。尤为其中的堆放位置与堆放量的大小将直接影响到基坑的变形量。再者,在基坑开挖的过程中需要进行降水,而降水的多少又取决于地下水位的深浅。本文中主要在无水位的状态下对基坑进行模拟,其中主要是放坡时的边坡稳定系数、基坑周边的地表沉降、钢板桩的内力,以及通过假想有水位时基坑周边的地表沉降量来与无水位时的一个对比,说明基坑尤其是深基坑开挖时一定要进行基坑降水,否则后果不堪设想。然后,将本基坑之前所测得的部分监测数据与模拟进行对比,得出模拟的合理性,当然也可以通过理论的基础将模拟的合理性建立在模拟与模拟之间的对比上,从另外的一个角度去分析和说明。
[硕士论文] 苏勇
安全科学与工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着高层建筑的不断崛起,随之而来的火灾安全问题,一直是国内外学者研究的课题之一,高层建筑由于建筑楼层高,建筑空间狭小,逃生路线单一,火灾一旦发生,人员疏散受到很大程度的影响,本论文以高层学生公寓为对象,对人员安全疏散问题进行了研究,通过对影响人员安全疏散的工程因素分析,试图寻找人员安全疏散最有利的的情景,使得建筑在设计时,能够合理布局安全逃生路径,进一步降低人员安全疏散时间,结合高层公寓火灾模型设置不同火灾场景,通过火灾的蔓延规律,确定了楼层的危险来临的时间,旨在为建筑防火、人员安全疏散及安全性能评估提供借鉴,课题主要从以下几个方面进行阐述:
  首先分析了人员疏散模型及国内外对于安全疏散的研究方法,选择运用计算机模拟的研究方法,在构建高层公寓火灾模型时选用基于社会力模型的模拟软件FDS为研究平台。其次查阅相关文献,确定了影响人员安全疏散的工程因素,运用Pathfinder模拟软件构建了不同的人员安全疏散场景,分别研究了安全出口、走廊转角角度、楼梯类型对人员安全疏散时间的影响规律,以期优化建筑结构缩短疏散时间。同时根据建筑物的实际尺寸运用FDS构建了高层公寓的火灾模型,通过现场实际调研,确定了高层公寓的火灾类型为快速火,根据高层公寓现有工程概况,设置两种不同的火灾场景,重点探讨了底层着火和高层着火两种场景下火灾的蔓延规律同时确定了部分楼层的危险来临的时间。最后建立高层公寓的人员疏散模型,通过模拟可知高层公寓着火层的必须安全疏散时间为40s,两种场景下人员均可安全疏散到防烟楼梯间内。
  本文的研究可以为建筑结构初期设计及高层建筑火灾疏散提供建议,同时结论也可以推广到其他相似建筑中,具有一定的实际意义和参考价值。
[硕士论文] 张晓
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着高层建筑的迅速发展,深基坑工程所起的作用越来越重要,深基坑施工的安全问题越来越受到关注。基坑施工中围护结构的变形和受力对于基坑安全的影响较大,本文以南京市蔡家巷地块综合楼基坑工程为背景,对深基坑环形支撑体系的开挖变形和受力进行了模拟分析,主要内容如下:
  1.简要概括了基坑支护的几种主要形式,对比了各自的优点和不足。介绍了环形支撑体系的发展、特点、适用范围以及计算理论。论述了支撑结构的施工流程、质量控制要点。
  2.利用MIDAS/GTS有限元分析软件,对基坑开挖过程中各个施工阶段进行了模拟,研究了围护结构水平位移在不同深度的变化规律、围护结构水平位移在坑边不同位置的变化规律、基坑周边地表沉降的变化规律、基坑内部土体隆起的变化规律、支撑结构轴力的分布和变化规律。
  3.分析了影响基坑围护结构水平位移的四种因素,包括内支撑的截面尺寸、周边荷载、围护桩的直径和围护桩的间距。
  通过分析得出了以下结论:
  1)随着开挖进行,围护结构水平位移不断增长,位移曲线呈抛物线形,位移主要发生在开挖面的中下部。
  2)位于坑边不同位置的围护结构水平位移不同,边缘中部的最大,靠近边角处的位移最小。
  3)基坑周边地表沉降随着开挖进行而增大,沉降曲线呈凹槽形。坑内土体隆起随着开挖进行而增大,隆起曲线呈拱形。
  4)环形支撑的轴力以受压为主,存在四个轴力峰值,分别位于基坑四角方向,为支撑结构的薄弱环节。
  5)基坑周边荷载越大,围护结构的水平位移也越大;内支撑的截面尺寸越大,围护结构的水平位移越小,但当支撑截面尺寸大到一定程度时,位移减小的趋势逐渐缓慢;围护桩的直径越大,围护结构的水平位移越小,但当桩直径大到一定程度时,位移减小的趋势逐渐缓慢;围护桩的桩间距越大,围护结构的水平位移也越大。
  通过本次对基坑围护结构变形和受力的模拟分析,为今后同类工程的设计与施工提供了参考,具有一定的现实意义。
[硕士论文] 罗定慧
结构工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:随着城市人口迅速增长,为了提高城市用地使用率,改善城市容貌,满足建筑多功能性,城市之中出现越来越多带转换层高层建筑结构。目前国内外带转换层的高层建筑结构中应用最为普遍是梁式转换,关于梁式转换结构的抗震性能相关问题研究已经成熟,现行规范也对梁式转换结构进行一些规定。但是对于需要实现上、下层结构类型和柱网转换,而采用的板式转换结构实际应用较少,且关于板式转换结构的抗震性能相关问题研究还不够深入,随着高层建筑结构形式不断发展,板式转换结构将会更多地应用于实际中。本文以板式转换层框支剪力墙结构作为研究对象,主要从以下几个方面开展研究工作:
  (1)利用Satwe与Midas-gen两种通用有限元分析软件建立结构模型,对结构进行模态分析、反应谱与时程分析,研究板式转换层结构的动力性能及地震响应,并且对比两种软件在自振周期、楼层位移、层间位移角以及楼层剪力等方面的差异。
  (2)增加落地剪力墙的厚度,研究转换层下、上等效侧向刚度比改变对结构自振周期、层间位移角、楼层剪力分配和传力途径的影响。结果表明,随着落地剪力墙厚度的增加,转换层下、上等效侧向刚度比增大,结构整体刚度增大,结构的自振周期、楼层位移以及层间位移角减小。
  (3)通过改变转换板的位置以及转换板的厚度,研究其对结构自振周期、层间位移角、楼层剪力分配和传力途径的影响。结果表明:转换板位置的改变,对转换层下、上结构两个方向产生不同影响,且转换层以上结构楼层剪力分配出现突变;随着转换板厚度的增加,对整体结构的抗侧刚度和地震剪力影响较小,转换层以下结构层间位移角增大,落地剪力墙承受更多地震力。
  (4)对板式转换层框支剪力墙结构进行静力弹塑性分析,研究梁、柱、剪力墙塑性铰先后出现顺序、混合破坏机制以及结构薄弱层的位置。结果表明:在7度罕遇地震作用下,结构具有良好的延性,满足“大震不倒”的抗震性能目标。
[硕士论文] 左俊
结构工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:近些年来,高层建筑由于使用功能的需要,下部楼层通常需要大空间,上部楼层需要小空间,从而导致结构在竖向刚度上的不均匀,为此需要我们在建筑中设置转换层进行结构转换。在实际工程中转换层设置的位置由于受到多种因素的影响而各有不同。不同位置的转换层,对于结构的抗震性能与地震反应都有较大的影响。因此对高层建筑结构中转换层位置的设置进行深入的研究,可以对实际工程中的设计提供一定的理论基础。
  本文利用SAP2000分析了转换层的位置设置对高层建筑结构抗震性能的影响,研究内容主要有以下几个方面:
  (1)对我国国家规范中关于带转换层的高层建筑结构的相关规定进行了说明与分析;
  (2)按照转换层位置设置的不同建立3个不同的有限元模型,分别对这三个有限元模型进行模态分析,分析转换层的位置设置对结构动力性能的影响;
  (3)对建立的三种模型利用振型分解反应谱法进行分析,分析转换层的位置设置对层间位移角和楼层剪力的影响;
  (4)对建立的三种模型进行时程分析,比较时程分析的结果,对结构抗震性能进行进一步研究分析。
[硕士论文] 李瑞生
结构工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:随着隔震技术的日益成熟,对高位转换隔震结构的研究和应用也越来越多,但大多是针对转换层结构采用单一隔震形式的研究,缺乏对不同隔震形式的对比性分析。针对上述问题,文章利用Midas Gen软件,建立不同隔震形式的有限元分析模型,对其进行地震时程分析以及静力弹塑性分析,结合计算结果阐述不同隔震形式对高位转换结构抗震性能的影响,为高位转换结构隔震设计提供参考。
  本文主要研究内容如下:
  (1)根据不同转换层设置位置的结构在地震作用下的层间位移响应,说明转换层结构其下部子结构层间位移的突变情况;定义下部子结构层间位移角突变系数,用以描述高位转换结构下部楼层层间位移角的突变程度。
  (2)对各工况模型进行反应谱和弹塑性地震时程分析,并通过调整地震波的输入方向,对比不同的上、下结构刚度比对隔震效果的影响。结果表明:对于高位梁式转换结构,采用不同的隔震形式均能有效控制结构在地震作用时的位移、层间剪力等响应。当采用基础隔震时可以有效改善高位转换结构在转换层位置以及下部结构层间位移角发生突变的问题;当隔震支座设置在第三层和转换层时,下部结构层间位移角突变以及隔震层位置层间剪力突变会更加严重。
  (3)通过对抗震模型和隔震模型的静力弹塑性分析,研究高位转换层结构在倾覆前的各项性能情况和结构各构件塑性铰的开展情况,找到各种工况下结构的薄弱环节。根据能力谱法,确定各工况结构在八度罕遇地震作用下的性能点,得到各工况塑性铰的分布情况。
  (4)对四种工况进行基于层间位移角的地震易损性分析,根据结构在不同地震加速度峰值地震作用下的结构层间最大位移角响应,确定结构易损性函数的参数,求得各工况的地震易损性曲线,得到各工况结构在地震作用下不同破坏程度的概率。
[硕士论文] 王凯
防灾减灾工程及防护工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:高层建筑中存在有许多竖向通道,由于烟囱效应的影响,一旦发生火灾,这些竖向通道会加速火灾的蔓延,很大程度上加大了火灾扑救难度。本文中对竖向通道内部的火羽流特征进行了研究,研究了在改变火源位置以及下部开口面积大小的情况下火羽流特征的变化。另外由于火灾发生时,室内温度分布受火源位置影响较大。本文应用FDS软件得到了不同火源位置条件下钢框架周围各点处的温度时间曲线,并在此基础上运用ABAQUS软件对钢框架进行了火灾响应分析。
  本文主要工作如下:
  (1)研究了在竖向通道内火羽流的温度分布规律以及空气卷吸规律。发现了在竖向通道内,火羽流的温度分布符合经典的三段模型。且在连续火焰区,火焰温度比在开放空间条件下低。另外在竖向通道内,卷吸系数随着下部开口面积的增大而逐渐上升,并且建立了卷吸系数比值与下部开口面积,火源与背板之间距离的耦合关系。
  (2)研究了竖向通道内火焰长度的变化规律,发现了火焰长度随着火源与背墙之间的距离和下部开口面积的增大而逐渐减小。并得到了贴壁火的火焰长度正比于火源的热释放速率的2/3次方。此外发现了火焰长度比值随着热释放速率的增大变化不大。最终建立火焰长度比值和火源与背墙之间的距离、下部开口面积以及火源的热释放速率的耦合关系。
  (3)运用FDS建立了单室火灾的模型,得到了钢框架周围各个位置处的空气温升曲线,并以此温升曲线为基础,运用ABAQUS对钢框架结构进行瞬态热分析,然后采用热-结构的耦合的方法,得到了在不均匀温度场作用下钢框架的受力和变形。
[硕士论文] 袁加伟
建筑与土木工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:土木工程结构振动控制的研究和应用至今已经有将近50年的历史了,其中控制的研究和实际运用大体上可以划分为三个领域:基础隔震、被动耗能减振和主动、半主动和智能控制。近些年,伴随着我国的建筑行业的飞速发展,高层建筑以及超高层建筑在全国以及世界范围内拔地而起,并且成为各个城市的地标。与此同时,全球板块正处于地震高发期,可以看出结构振动控制的研究价值与前景依然乐观。考虑到主动、半主动和智能控制等控制方法需要实时测量结构的反应或者环境干扰,其控制算法需要在精确的结构模型基础上运算或者决策最优控制力又或是需要在结构上安装能输出很大外部能量的作动器来实现控制等因素,在一般实际工程中较难实施。而本文研究的被动控制系统不需要任何外部能量的输入就能实现结构的振动控制,并且阻尼器种类丰富,在控制结构振动上都有各自的优点,在实际工程运用上具有明显的优势。本文着重研究被动耗能减振中的调谐质量阻尼器的减振方法,通过在结构上设置根据模态分析结果沿结构高度方向布置的非结构构件一调谐质量阻尼器(DMTMD)来改变结构的振动频率,将其调整至主结构频率附近,改变结构共振特性,实现地震作用下高层建筑结构振动控制。
  文章采用国际结构振动控制的公共平台Benchmark模型,使用有限元分析软件ANSYS对第3阶段20层非线性钢框架抗震结构进行有限元建模,通过模态分析结果验证了模型的正确性。根据模态分析结果本文开展了如下研究工作:
  (1)介绍了Benchmark有限元模型建模的主要步骤,并且给出了根据结构自振频率沿结构高度方向逐个安装的多重调谐质量阻尼器-DMTMD的设计原理与方法。
  (2)对单个的集中质量阻尼器-STMD,分散于顶层均匀布置的多调谐质量阻尼器-MTMD以及根据结构自振频率沿结构高度方向逐个安装的多重调谐质量阻尼器-DMTMD在三种处理后的场地地震波下以控制指标为标准,比较这三种控制策略的控振效果。以及对两种不同的DMTMD设计方法进行了介绍,给出这两种DMTMD设计方法下振动控制效果的对比。
  (3)对DMTMD进行单因素以及多因素鲁棒性分析。并且与单个的集中质量阻尼器-STMD,顶层分散布置的多重调谐质量阻尼器-MTMD的鲁棒性进行纵向对比。
  计算结果显示这三种TMD布置方案均具有一定的减震效果,其中按照控制阻尼器质量原则设计并根据结构自振频率沿结构高度方向逐个安装的多重调谐质量阻尼器-MTMDS控制效果最优,鲁棒性强。在减小结构顶层最大位移和最大加速度上效果稳定,在减小结构底层最大剪力上有着突出的优势,能够有效避免结构构件例如混凝土墙、柱等主要抗侧力结构的开裂,同时能够将梁的裂缝宽度限制在规范规定范围内。总的来说根据结构自振频率逐个安装的多重调谐质量阻尼器-DMTMD是一种方便、可行的被动控制方法,鲁棒性好,控制效果稳定有效。这种方法有效解决了单个TMD控制系统-STMD以及分散于顶层布置MTMD对结构、荷载以及自身的频率十分敏感,现场安装时存在阻尼器吊装重量大、楼顶场地狭小等施工困难的问题。
[硕士论文] 刘琦
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着城市的发展,越来越多的高层建筑兴起,大体积混凝土地下室底板的应用也更加广泛。由于大体积混凝土结构尺寸较大、不容易散热等特点,导致其容易出现裂缝。而根本原因是:水泥水化放出的水化热使得混凝土内外出现较大温差,产生温度应力;再加上地基土的约束,也会产生拉应力。只要产生的应力超过混凝土的极限抗拉强度,混凝土就会出现裂缝。裂缝的出现,会影响结构的整体性、安全性和耐久性。结构裂缝还可能造成钢筋锈蚀,混凝土碳化等情况,所以裂缝问题已经发展到了不得不重视的地步。
  本文收集相关资料,在前人研究的基础上,进一步介绍如何控制大体积混凝土的温度裂缝。混凝土浇筑之前的预冷措施,分别从原材料、堆料场、水冷骨料、真空冷却骨料四个方面介绍。依托工程实例提出具体措施,从施工工艺、温度监控和混凝土的养护方面,对温度裂缝问题进行处理。
  随着计算机技术的发展,大体积混凝土温度应力场也可以依托计算机软件来解决。在实际工程中很难得到精确解,是因为其影响因素太多。但是可以给工程提供一个参考,已经有很多模拟软件应用于工程领域,其中有限单元法应用较为普遍。本文以一个工程案例的温度监控为参考,结合有限元进行分析,利用ANSYS有限元软件,对地下室大体积混凝土底板温度场进行数值模拟,对施工期内混凝土的温度变化情况进行了分析,再和现场的温度监控数据进行对比,发现两者温度差别很小,进一步证明了通过计算机模拟混凝土的温度场,对温度预测分析是可行的。
[硕士论文] 朱亚宁
建筑与土木工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:随着超高层建筑的日益兴建,框架-核心筒-伸臂桁架结构作为一种重要的超高层建筑结构体系得到了广泛应用,伸臂桁架是其中的重要抗侧力构件。本文深入研究了伸臂桁架在整体结构中的耗能性能,提出了合理的伸臂桁架改进耗能设计方法。主要研究内容如下:
  (1)首先在Perform-3D中建立了普通伸臂桁架和防屈曲支撑(Buckling Restrained Braced,BRB)伸臂桁架的有限元模型。以一个超高层框架-核心筒-伸臂桁架原型结构为基本研究对象,对其分别采用普通伸臂桁架和BRB伸臂桁架进行独立设计,对得到的结构进行罕遇地震工况下的抗震性能对比分析。分析结果表明:由于普通伸臂桁架强度会进入软化段而BRB伸臂桁架存在强化现象,普通伸臂桁架的塑性耗能情况优于BRB伸臂桁架。
  (2)基于上述分析结果,本文提出了一种新型牺牲-耗能型伸臂桁架,并对其展开了相关的螺栓和牺牲-耗能型腹杆试验研究和有限元分析。研究结果表明:牺牲-耗能型伸臂桁架在实际应用中可以实现,试验得到的力-位移滞回曲线软化程度可控,形状饱满,具有良好的耗能能力,建立其限元模型,数值模拟结果与试验结果吻合较好,可以用于后续研究。
  (3)最后将超高层原型结构中的伸臂桁架按照“等刚等强”的原则替换成牺牲-耗能型伸臂桁架,并将牺牲-耗能型伸臂桁架应用于某超高层实际工程中,分别对比分析罕遇地震工况下两个超高层结构的普通伸臂桁架结构、BRB伸臂桁架结构和牺牲-耗能型伸臂桁架结构的抗震性能。对比结果表明:牺牲-耗能型伸臂桁架的塑性耗能情况是3种伸臂桁架里面最好的,可以减少其结构中的其他关键构件的塑性耗能,起到优化塑性耗能分配和保护关键构件的作用。
[硕士论文] 李阳
建筑与土木工程 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:用钢材的高强度来减低结构自重和通过抗侧构件的边缘化及支撑化来提高结构的抗侧效率,在罕遇地震作用下,抗震性能优于其他方案;通过对各方案的经济性进行对比分析,无论从结构性能、经济性还是产业政策方面的角度出发,对于此类建设条件的超高层建筑,当建设场地土质较好时,建议采用“钢框架—混凝土核心筒结构”,场地土质较差时,建议采用“钢框架—中心支撑结构”。本文的研究结果可为类似超高层建筑的结构设计方案选型提供参考。
[硕士论文] 陶国华
建筑与土木工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着液压技术的不断发展和模板结构的不断改进,使滑模设备及控制系统日益完善,滑模施工工艺的应用范围也不断扩大。随着中国经济的发展,国内高层建筑物越来越多,单一形式的模板体系已不能满足施工和市场要求。滑模施工以其周转材料少、施工速度快、结构整体性强等优点在工程施工中逐渐得到了推广和使用。
  虽然滑模施工有着施工速度快、整体性好等众多优势,但我们从本文中清楚地意识到滑模在施工中还存在不少的问题:工序组织配合要求极高;小荷载千斤顶存在的不足;φ25园钢筋作为支撑杆易失稳,回收难度大;钢模板表面砼清理困难等。
  随着科学技术、设备制造工业等各方面的发展,滑模的不足之处必将逐步改变,本文以泥岗工程为例,针对在高层建筑施工过程中对工期、质量、成本影响最大的核心简体(包括剪力墙、框架柱等)结构,设计液压滑动模板施工技术,并在工程实践获得成功运用。本文从以下几个方面对滑模在高层建筑中的运用作研究和改善,以期这种工艺能在高层建筑中体现出优势,作为施工组织中优选的方案之一。1)大吨位千斤顶的运用和φ48X3.5通用型脚手架钢管作为工具式支撑杆布置回收研究。2)电脱模技术在滑模中的运用。3)砼浇筑和脱模的控制,采用时间-工序逻辑的方法,为组织施工达到繁而不乱、紧张有序。4)采用PDCA循环的质量控制方法,运用到滑模施工中,系统研究该方法如何在滑模质量中运用。
[硕士论文] 孙欣
建筑与土木工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:型钢混凝土长悬挑结构一方面以诸多优点在现代复杂高层建筑的快速发展中占据举足轻重的地位,另一方面因其往往造成建筑结构质量及刚度分布不均匀,受力复杂,使此类结构的抗震性能分析和研究难度增大。大量地震记录表明,高烈度区地震动竖向加速度分量对建筑物的破坏作用十分显著的,所以对高烈度地区型钢混凝土长悬挑结构进行竖向地震作用下的抗震性能研究就显得十分必要。
  本文以某超高层混凝土结构的型钢混凝土长悬挑连廊为研究对象,应用ETABS2015软件建立整个结构的有限元模型。首先对其进行模态分析,表明考虑竖向地震时高阶模态影响显著;然后采用振型分解反应谱法分别计算结构在水平双向地震作用和三向地震作用下的地震反应。结果表明:竖向地震作用对结构水平位移基本没有影响,而对节点和梁跨中竖向位移影响较大。竖向地震对柱轴力和斜撑轴力影响显著,框架梁端弯矩和跨中弯矩在竖向地震作用下明显增大。
  本文再选取了EL-centro波、TAFT波及人工波三条地震波对其进行了弹性时程分析,分析结构在相应两种工况下的反应,并与以上振型分解反应谱法所得结果进行比较。结果表明:反应谱法和时程分析法得出类似的结论,具体表现为结构在两种工况下的节点水平位移曲线、梁跨中水平位移曲线基本重合,即竖向地震对节点和梁跨中水平位移几乎没有影响,而对节点和跨中竖向位移增大作用明显,与双向水平输出结果相比,悬臂端节点及梁跨中竖向位移显著增大;竖向地震对框架柱轴力影响显著,并且随着高度的增加,影响逐渐减小;斜撑的轴力及梁端弯矩、梁跨中弯矩在竖向地震作用下也有较大增加,且梁跨度越大,竖向地震影响越明显。
  弹性反应谱分析分析和时程分析都表明对于此类结构,竖向地震作用影响较大,设计中应足够重视,以确保其安全性和适用性,本文研究结果可为类似结构的设计和施工提供参考。
[硕士论文] 黄鑫
机械工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国经济水平的快速发展,擦窗机日益广泛地运用在高层建筑的外墙清洗。由于擦窗机本身属于非标产品,传统的设计方法开发周期长、效率低,已经不能满足市场需要。本课题主要对擦窗机辅助设计系统的子系统—底架设计系统进行开发设计,通过该系统完成底架的选型、设计、生成三维模型与二维工程图,为了完成该目标,开展的主要工作如下:
  分析底架的受力情况,确定底架的危险截面并且对危险截面进行强度校;对轨道截面强度、整体稳定性、腹板的局部应力、腹板的稳定性进行相关校核,得出在截面强度条件下支点间距与轮载的曲线、在整体稳定性条件下支点间距与轮载的曲线以及最大轮载与腹板局部应力的关系曲线,以方便校核。
  二维工程图在产品的设计、制造、检验、安装过程中都是必不可少的,但是二维工程图的绘制却是非常繁琐与麻烦的。故可以利用三维模型与二维工程图的全相关性,当三维模型更新完毕后,二维工程图的结构尺寸也会随之更新,最后用程序计算合适的出图比例、移动各个尺寸到合适的位置,使得二维工程图满足出图规范。
  分析底架的结构,对底架进行分类并且对各种形式的底架进行零部件库的建立。通过方程式与数据库建立参数之间的关系,大大减少了需要驱动参数的个数,以参数化模型的方法对零部件库中模型进行尺寸更新,实现擦窗机底架的设计。
  以SolidWorks为二次开发平台,以Visual Basic.NET为开发语言,以ACCESS数据库提供数据支持,实现擦窗机底架参数化辅助设计系统的开发。用户只需要根据帮助信息选择合适的底架类型后,就可以输出对应的三维模型与二维工程图,降低了成本,提高了效率。
  擦窗机底架参数化辅助设计系统的开发使得底架的设计与出图变的快捷简单,图形化的选型界面以及历史设计记录为用户设计提供了极大方便,用户通过设计需要与选型帮助就可以快速的设计、出图,缩短了设计周期。
[硕士论文] 郑倩倩
机械工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:擦窗机是专用于清洁、维护现代高层建筑外墙的设备,具有效率高、作业速度快、安全性高、节能环保等优点。当前擦窗机的设计主要采用传统设计方法,设计周期较长。在信息技术高速发展的今天,这种传统的设计方法必然会被以计算机为基础的设计方法所取代,这就是我们课题组开发擦窗机三维参数化设计系统的原因,开展的主要工作如下:
  首先,论文中推导出俯仰式擦窗机工作长度与臂长、臂节数之间的关系;设计人员根据所开发的程序,只需要在设计界面输入指定参数,就可以获得满足要求的设计结果,包括臂节数、臂长、搭接长度、外伸长度、臂截面尺寸等信息。
  其次,建立工作臂零部件库和数据库。通过统计现有俯仰式图纸,规范化各节臂结构,建立俯仰式擦窗机工作臂零部件库;数据库用于存储这些零件在不同情况下的尺寸,为后续参数化建模奠定基础。
  最后,完成俯仰式工作臂三维参数化设计系统的开发。这一部分是Solidworks的二次开发,将程序计算出来的工作臂长度及截面尺寸等参数传递给Solidworks后,在部件库中筛选符合要求的模型并复制,读取数据库中对应截面尺寸下的数值,将数值赋给变量,利用尺寸驱动技术,获得新尺寸下的三维模型和二维工程图。
  与传统的设计方法相比较,该课题研究下开发出的俯仰式擦窗机三维参数化设计系统,能够大大的提高设计效率,减少设计人员的工作量,同时提高设计精度,具有一定的发展前景。
[硕士论文] 赵香
机械工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:伸缩臂是直臂式擦窗机的主要工作部件,其设计质量直接关系到整机工作性能和作业安全性。传统设计方法以类比法和经验法为主,设计周期长、精度低。为了解决传统设计存在的问题,本课题进行了直臂式擦窗机伸缩臂的三维参数化设计系统的研究,具体进行的工作如下:
  根据作业要求,给出不同的伸缩臂设计方案,推导出各种方案伸缩臂长度计算公式。基于各级臂的长度参数,设计出满足强度要求的伸缩臂截面参数,并进行轻量化设计。根据臂上零部件的结构关系和搭配规律,计算零部件的结构尺寸和装配位置。
  分析伸缩臂及臂上零部件的结构特点,对伸缩臂的三维图库进行整体规划,并建立完整的伸缩臂三维参数化零部件图库。基于伸缩臂及其零部件的设计结果,通过尺寸驱动法和完全程序法实现对零部件库的操作,参数化绘制伸缩臂的三维图。
  以SolidWorks为开发对象,利用VB.NET开发语言,开发出直臂式擦窗机伸缩臂三维参数化计算机辅助设计系统。在系统中,利用Access数据库管理伸缩臂的设计参数和绘图的尺寸参数,通过VB.NET对数据库的引用,实现两者的数据连接和访问,减少数据输入的工作量,而且使得程序的编写更简单。
  直臂式擦窗机伸缩臂三维参数化设计系统的研究,缩短了设计周期,提高了产品的设计精度和市场竞争力。
[硕士论文] 闫萌
机械设计及理论 长安大学 2017(学位年度)
摘要:随着城市化进程的不断加快,用于维护高层建筑物外立面的擦窗机需求量与日俱增,这带动着国内擦窗机行业的飞速发展。由于擦窗机属于非标产品,因此其设计周期长、工作量大、成本高。为了满足擦窗机快速高效的设计理念,本文开发了擦窗机立柱三维参数化辅助设计系统。
  本文首先研究了擦窗机立柱的结构设计、强度和稳定性分析计算方法,并对各零部件之间的搭配关系进行归纳总结,为参数化辅助设计系统的开发奠定理论基础。其次分析擦窗机立柱各零部件的结构特点及功能作用,分别建立其数据库、零部件库及工程图库,为参数化辅助设计系统的开发提供资料准备。以SolidWorks软件为平台,以Visual Studio软件和Access数据库为工具对擦窗机立柱三维参数化辅助设计系统进行开发,系统分为设计计算模块和参数化绘图模块。设计人员在系统中输入擦窗机立柱的主要设计参数,程序将完成立柱的结构设计和计算校核工作,然后读取数据库中的数据对图库中的三维模型及工程图模板进行参数化驱动。最终系统将输出符合使用要求的擦窗机立柱三维模型和工程图。擦窗机立柱三维参数化辅助设计系统的开发和研究,改进了传统的设计方法,减少了设计工作量,缩短了产品的研发周期。另外,系统充分利用了各软件的优势,建立了一套擦窗机立柱参数化辅助设计方法,为类似产品的开发提供了设计思路。
[硕士论文] 刘龙
建筑与土木工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:众所周知,在各类自然灾害中,地震给建筑物带来的损害是巨大的,随着现代城市化的不断发展,高层建筑结构的兴建及使用日益广泛,其抗震性能的研究得到了广大专家学者的关注。传统的抗震设计大多使用刚性地基假设,事实上此种假设忽略了高层建筑上部结构与地基基础的共同作用对抗震分析结果的影响,制约了工程抗震安全性评价的精度和可靠性。在实际建筑结构抗震设计过程中,考虑上部结构与地基基础的共同作用对抗震性能的影响能有效准确的反映出结构体系在地震作用下的内力及变形状态。特别是对位于地震设防高烈度区的高层建筑来讲,考虑在地震作用下上部结构与地基基础的相互作用更是不容忽视。通常情况下,传统的刚性地基假设仅考虑上部结构嵌固与地基土之上,忽略结构与地基土之间的相对运动,此种假定只对结构质量不大,构件尺寸较小且建造于坚硬地基土上的建筑物有所适用。而对位于高烈度区软土场地的高层建筑来讲,上部结构与地基土之间存在较为复杂的相对运动,特别是基础与地基土在地震作用下的相对滑移及摩擦等现象,往往直接影响上部结构的动力特性。
  本文首先介绍了高层建筑结构使用现状以及共同作用的研究背景和发展过程,并介绍了上部结构与地基基础相互作用的相关理论。然后选取有限元数值模拟分析的方法,并对有限元分析方法中存在的一些问题予以解决,如结构与地基土弹塑性本构关系模型的选取以及所截取地基土计算模型人工边界的选取等。最后以位于银川市的韦司德大厦为工程实例进行相关研究,该工程实例所采用框架-核心筒结构,基础形式为桩筏基础,建筑所在场地位于地震设防高烈度区,利用有限元分析软件ANSYS进行三维立体模型建立,并对相关有限元模型进行模态分析和地震时程分析计算,得出相关结论。着重分析相互作用对上部框架-核心筒结构的地震反应及动力特征的影响,并与假定在刚性地基情况下结构的内力、变形等计算结果进行对比。并研究了微观层面上局部桩基础与地基土接触模型在静力条件下的相互作用和地震动力加速度时程上的相瓦作用,同时比较了在不同场地土的情况下相互作用体系的地震反应。
  本研究主要内容包括:⑴作为研究基础与地基土动力相互作用的前提,桩基础与地基土接触面在静力作用下会产生滑移现象,接触面附近地基土会发生形变现象。地震动力作用下桩基础与地基土相互作用加强,接触面滑移增大,周边地基土形变明显。⑵考虑动力相互作用的体系其结构自振频率减小,周期延长,结构构件的等效刚度减小,自振效果增强;上部结构各位置的最大位移和加速度较刚性地基假设下均有增大,且层间剪力变化明显。⑶在不同场地土情况下,上部结构与地基基础的相互作用现象差别较为明显。分析发现,场地类别越大,地基土越软,桩-土体系中桩顶位移增大,桩身轴力减小;上部结构的层间剪力和位移均存在较大变化,层间位移增大;由于软土对于地震作用逸散能力增强,底层柱底总剪力有所减小,随楼层高度增加,由于重力重分布,楼层剪力又有所增大。⑷验证了高层建筑结构抗震设计时考虑上部结构与地基基础共同作用的必要性,为具体的工程实践抗震设计提供了可靠的参考依据。
[硕士论文] 姜运良
建筑学 山东建筑大学 2017(学位年度)
摘要:交通核作为高层住宅的核心组成功能,其经济实用性对于户型设计有着直接和重要影响。自新版《建筑设计防火规范》于2015年5月1日正式实施以来,高层住宅交通核设计因此而发生了较大的变化,而对此的相关总结与理论研究相对滞后。基于这一现实需求,选取北方板式高层住宅交通核为研究对象,结合相关规范和实际工程设计方案,对交通核进行经济实用性量化分析,旨在探索北方板式高层住宅交通核设计的合理组织形式。
  本研究分为五个部分:第一章对相关研究背景、目的和意义的论述,明确研究范围,以国家相关标准与规范为依据,借助已有国内外研究成果,对北方板式高层住宅交通核经济实用性展开研究综述;第二章,利用实地调研、资料收集等方法,通过对高层住宅居民居住现状及心理需求的研究,以及对规范变动的解读,梳理住宅交通核设计中常见问题,为实用性的要求做研究铺垫;第三章,阐述板式住宅交通核的空间组成、组合形式,明确其构成要素的设计要点,满足交通核经济型的要求;第四章,充分考虑交通核对于规划节地和标准层使用面积系数的影响。对不同种类的北方板式高层住宅交通核空间进行量化分析,确定其规模及特点;第五章,对于交通核是否在满足规范的前提下,是否适合市场的需求。通过对市场优质户型的使用者调研分析及对照户型评定标准,并对其所在住宅标准层纳入扩大研究,得到其详细指标。
[硕士论文] 肖喻峰
建筑与土木工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:地下空间开发建设过程中经常遇到高层建筑与正在施工或已开通运营地铁车站的距离很近,高层建筑的修建过程中对邻近的地铁车站或区间隧道产生一定的扰动,基坑的开挖对地铁结构来说往往是单侧卸荷的情况,这种情况下原有的受力平衡状态受到影响,结构将产生变形。而地铁车站不同于一般的建构筑物,对自身的变形要求极为严格,往往都是毫米计,如何有效地评估深基坑开挖对邻近地铁车站的影响至关重要。本论文结合重庆某高层建筑基坑对重庆轨道环线二郎站的安全影响分析实例,集理论分析、数值模拟来分析总结高层建筑施工对地铁车站及车站附属设施的影响。为今后类似项目的分析评估及设计提供参考。本文主要主要内容及结论如下:
  ①总结了规范中关于车站、隧道等安全标准的规定,为安全分析的评价标准提供了依据。
  ②结合工程实际特点,对施工中存在的风险进行了分析。
  ③研究了基坑开挖进尺对车站结构的影响,确定了合理的基坑开挖进尺。
  ④采用有限元方法模拟了高层建筑施工过程,得出了地铁车站结构的变形和应力的变化规律。
  ⑤给出了高层建筑施工对邻近地铁车站结构的安全控制措施,为类似工程的设计与施工提供了参考。
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