大跨度混合结构分析及优化设计论文

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1、大跨度混合结构分析及优化设计毕业论文目录1绪论11.1研究背景11.1.1大跨度混合结构的发展11.1.2大跨度混合结构的特点51.1.3研究意义61.2大跨度混合结构体系71.2.1按建筑功能分类71.2.2按建筑材料分类71.2.3按结构布置分类71.2.4按结构受力分类81.2.5按结构形态分类81.2.6综合考虑分类81.3大跨度混合结构优化设计91.3.1结构优化设计的发展91.3.2结构优化设计的层次101.3.3结构优化设计的特点101.4本文的主要工作112大跨度混合结构设计方法122.1概述122.2混凝土构件与钢构件的混合122.2.1

2、概念122.2.2设计要点152.3混凝土构件与组合构件的混合182.3.1概念182.3.2设计要点242.4钢构件与组合构件的混合272.4.1概念272.4.2设计要点272.5混凝土构件、钢构件及组合构件的混合292.5.1概念292.5.2设计要点292.6本章小结293工程实例设计与分析303.1工程概况303.2初步设计分析343.2.1设计依据343.2.2分析软件选取343.2.3设计参数确定353.2.4结构布置413.3优化设计423.3.1选型分析423.3.2方案对比及结论673.3.3结构布置优化703.3.4构件优化713.4

3、经济技术对比723.4.1建筑效果723.4.2整体计算结果723.4.3经济性分析733.5本章小结734结论与展望744.1结论744.2展望74参考文献75附录78附录1普通住宅建筑混凝土用量和钢筋用量估算值78附录2建筑结构总信息79附录3周期、地震力与振型输出文件88附录4SATWE位移输出文件97附录5各层荷载平面图101附录6板配筋计算简图105附录7各层平面简图109附录8混凝土构件配筋及钢构件验算简图113谢辞1171绪论1.1研究背景1.1.1大跨度混合结构的发展人类的梦想总是向着更广阔的天地，大跨度建筑为这样的梦想插上了翅膀。自古以来

4、，人类就在不断寻求跨越更大空间的可能。在对人类早期建筑遗址的发掘中发现，无论是我国半坡聚落中具有空间骨架意味的山形居室（图1-1），还是北美印第安人始祖继承下来的穹顶棚屋（图1-2），都已经可以看出这种探索的端倪。在古代欧洲，从罗马时期到中世纪再到文图1-1我国半坡聚落的山形居室图1-2北美印第安人的穹顶棚屋艺复兴，在大规模修建体量恢宏的神庙、浴场、教堂、宫殿等建筑（图1-3）的同时，人类也把对天国的理想寄托于跨越能力的提高。工业革命之后，在18世纪末、19世纪初，出现了真正意义的现代大跨度建筑。新兴的材料——钢铁，将伦敦水晶宫（图1-4）、巴黎埃菲尔铁塔

5、（图1-5）和机械馆（图1-6）等推上一个里程碑式的高度。二次世界大战之后，百废待兴，混凝土的大量应用促使图1-3宏伟的欧洲建筑图1-4伦敦水晶宫图1-5巴黎埃菲尔铁塔图1-7混凝土薄壳结构图1-6巴黎世博会机械馆薄壳结构（图1-7）蓬勃发展，也赋予P.Nervi(奈尔维)、E.Torroja(德罗哈)、F.Candela(坎德拉)、H.Isler(伊斯拉)等杰出工程师展现结构诗意的舞台。20世纪50年代后，以杆系单元为主的网格结构崭露头角，这种以钢、铝合金或木的杆件通过节点组合成网状结构（图1-8），对大跨度建筑结构产生了一次革命性的影响。而自上世纪70

6、年代起，又陆续出现了以受拉为主要受力特征的张拉结构，先有以钢图1-8以杆系单元为主的网格结构索承重的悬索结构（图1-9），后有以合成材料制成织物来受力的薄膜结构（图1-10）。单就结构自重而言，从古罗马时期砖石穹顶结构的9000kg/m2减少至当今索穹顶结构（图1-11）的10kg/m2，技术革新正使人类的梦想实现飞跃式的跨越。图1-9悬索结构图1-10膜结构图1-11索穹顶结构人类对空间跨度的不断追求促进了大跨度建筑的发展，大跨度建筑也因其功能上的特殊性导致其历史地位的特殊性，大跨度建筑往往是某个历史时期最先进的建筑技术与时代精神的集中反映。在今天看来，

7、大跨度和超大跨度建筑物以及作为其核心的大跨度建筑结构技术的发展状况，已经成为代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。建筑物的跨度和规模越来越大，结构形式越来越丰富多彩，许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为各地的象征性标志和著名的人文景观。当然，当建筑物的跨度达到或超过一定限度时，普通的平面结构就开始变得不是很合理了。从国内外工程实例可以看到，大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系，多由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体，即混合结构。混合结构不是指单一的结构形式，如混凝土结构、木结构、钢结构等，而是指多种结构（或称构件）混合而成的一种结构形

8、式。大跨度建筑中的混合结构是近年来结构专业的新型提法，是大跨度建筑