基于ansys的高层建筑结构转换梁的选型研究

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1、辽宁工业大学硕士学位论文基于ANSYS的高层建筑结构转换梁的选型研究工程领域:建筑与土木工程研究生:王金国校内指导教师:张晓东教授级高工校外指导教师:吴娇高级工程师辽宁工业大学土木建筑工程学院二〇一五年三月MasterThesisResearchonSelectingTransferBeam’sTypeofHigh-riseBuildingStructureBasedonANSYSSpeciality:ArchitectureandCivilEngineeringCandidate:WANGJin-gu

2、oSupervisors:ProfessorLevelSeniorEngineerZHANGXiao-dongSeniorEngineerWUJiaoLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要在现代城市中，多功能的综合性建筑越来越多，转换梁的应用也越来越广泛，随着转换梁上部承托的楼层数目的增加，转换梁的截面尺寸也越来越大，但是这种大尺寸截面的转换梁从经济、建筑空间的利用和结构设计方面都是很不利的，型钢混凝土和预应力混凝土转换

3、梁的应用就可以解决转换梁截面尺寸大的问题，但是这两种转换梁的应用还不够广泛，还没有相关的明确的规范用于工程结构设计，所以研究这两种转换梁的各种性能是非常有意义的，本论文利用ANSYS软件对三种不同形式的转换梁进行了以下研究：（1）依据工程实例，建立有限元模型，并对其进行静力分析，然后依据静力分析的结果，设计型钢混凝土和预应力混凝土转换梁的截面，经过不断试算后确定的两种形式转换梁截面尺寸表明，型钢混凝土转换梁和预应力混凝土转换梁的应用都可以减小转换梁的截面尺寸，但前者减小的更多。（2）分别建立带三种不同形

4、式转换梁的结构模型，并对其进行竖向荷载下的静力分析，提取出三个模型的内力值（弯矩、剪力）和挠度值并进行对比分析，在满足转换梁内力值和挠度值基础上，为了比较三种转换梁的经济合理性，又进行了三种形式的转换梁在混凝土用量、模板用量和钢材用量三方面的对比，得出选用预应力混凝土转换梁能减少混凝土用量和钢材用量，达到节约成本的目的。（3）对三种模型进行模态分析，对三个模型的各阶振型的自振周期值和振型图进行对比，研究转换梁形式的改变对结构自振周期和振型的影响，总结出三种模型各阶振型变化的规律。（4）给三个模型分别施加

5、X方向和Z方向的EI-Centro水平地震波，对三个模型进行地震响应分析，对比分析三个模型在X方向和Z方向楼层水平位移包络曲线和层间位移角曲线，得出转换梁形式的改变对结构抗震性能的影响。（5）从控制转换梁截面尺寸、改善受力性能、控制挠度、经济性和抗震性能方面判断，选择预应力混凝土转换梁是最为合理的。关键词：高层建筑；转换梁；静力分析；模态分析；地震响应分析IAbstractTherearemoreandmoremulti-functionalcomprehensivebuildingsbeingused

6、inthemoderncityandtheapplicationoftransferbeamisbecomingmoreandmorewidely,withtheincreaseinthenumberoffloorswhicharesupportedbytransferbeams,thesectionsizeofthetransferbeamisbecomingbiggerandbigger.However,thelargesectionsizeofthetransferbeamisveryunfavo

7、rablefromtheeconomy,theuseofarchitecturalspaceandstructuredesign.Theapplicationofsteelreinforcedconcretetransferbeamandprestressedreinforcedconcretetransferbeamcansolvetheproblemoftransferbeam’slargesectionsize.Buttheapplicationofthesetwokindsoftransferb

8、eamisnotwideandtherearenorelatedclearspecificationusedinthedesignofengineeringstructures,sotheresearchofthesetwokindsoftransferbeams’propertiesisverysignificant,thispaperstudiedthefollowingaspectsaboutthreedifferenttypesof