發(fā)布時(shí)間：2017-03-28 08:15

  本文關(guān)鍵詞：大跨屋蓋的模型修正、風(fēng)壓模擬及抗風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著結(jié)構(gòu)分析理論及施工技術(shù)的發(fā)展，各類形式新穎的現(xiàn)代大跨屋蓋結(jié)構(gòu)在城市中大量涌現(xiàn)。大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)一般都阻尼小、質(zhì)量輕、柔性大，因此，在結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)時(shí)，風(fēng)荷載是大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的控制荷載。原型實(shí)測(cè)、風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬是當(dāng)前風(fēng)工程領(lǐng)域的主要研究方法。本文以現(xiàn)代大跨屋蓋結(jié)構(gòu)為例，基于以上幾種方法，對(duì)大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的有限元模型修正、數(shù)值模擬和抗風(fēng)優(yōu)化方法展開(kāi)研究，主要內(nèi)容包括： 1、基于原型實(shí)測(cè)獲得的模態(tài)數(shù)據(jù)，應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法—復(fù)形法對(duì)廣州國(guó)際體育演藝中心的屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模型修正研究，并與ANSYS一階算法、改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和粒子群算法的修正結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，表明修正后有限元模型的模態(tài)頻率與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)更加吻合，可為結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載下動(dòng)力優(yōu)化提供基準(zhǔn)模型，且復(fù)形法的修正效果較好。 2、基于Reynolds時(shí)均N-S方程和SST模型，對(duì)一低層雙坡門式剛架結(jié)構(gòu)在不同風(fēng)向角下的表面風(fēng)壓及周圍風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行CFD(Computational Fluid Mechanics)數(shù)值模擬，給出該門式剛架結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)壓系數(shù)，并將模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，對(duì)門式剛架結(jié)構(gòu)各表面的風(fēng)壓分布特性進(jìn)行分析和歸納。 3、基于風(fēng)洞試驗(yàn)，以結(jié)構(gòu)最不利風(fēng)荷載作為主要環(huán)境荷載，以結(jié)構(gòu)桿件截面尺寸為設(shè)計(jì)變量，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度要求為約束條件，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件體積為優(yōu)化目標(biāo)，建立大跨屋蓋結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。分別采用等效風(fēng)荷載法、時(shí)程分析法、復(fù)形法對(duì)廣州國(guó)際會(huì)展中心E區(qū)屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗風(fēng)優(yōu)化研究,并對(duì)優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明，進(jìn)行抗風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)可減少結(jié)構(gòu)總用鋼量，使材料性能得到合理利用，，構(gòu)件的內(nèi)力狀態(tài)得到較好協(xié)調(diào)，從而減小了結(jié)構(gòu)撓度。
【關(guān)鍵詞】：大跨屋蓋結(jié)構(gòu) 有限元模型修正 CFD數(shù)值模擬 抗風(fēng)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TU312.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• Content10-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)及其抗風(fēng)研究13-17
• 1.1.1 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的發(fā)展13-15
• 1.1.2 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)研究方法15-17
• 1.2 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的有限元模型修正17
• 1.3 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓的數(shù)值模擬17-18
• 1.4 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)18-19
• 1.5 目前研究存在的問(wèn)題和本文研究?jī)?nèi)容19-21
• 1.5.1 已有研究存在的問(wèn)題19
• 1.5.2 本文研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的有限元模型修正21-45
• 2.1 有限元模型修正理論21-26
• 2.1.1 待修正參數(shù)21-22
• 2.1.2 目標(biāo)函數(shù)22-24
• 2.1.3 有限元模型修正方法24-26
• 2.1.4 優(yōu)化結(jié)果判別26
• 2.2 基于復(fù)形法的有限元模型修正研究26-37
• 2.2.1 廣州國(guó)際體育演藝中心簡(jiǎn)介26-30
• 2.2.2 動(dòng)力測(cè)試及結(jié)果分析30-32
• 2.2.3 有限元模型修正32-35
• 2.2.4 復(fù)形法修正結(jié)果35-37
• 2.3 基于其他方法的模型修正37-41
• 2.3.1 ANSYS優(yōu)化算法37-38
• 2.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法38-40
• 2.3.3 粒子群算法（PSO）40-41
• 2.4 與復(fù)形法的比較41-42
• 2.5 本章小結(jié)42-45
• 第3章 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓的數(shù)值模擬45-67
• 3.1 CFD數(shù)值模擬的基本理論45-48
• 3.1.1 湍流數(shù)值模擬方法45-47
• 3.1.2 湍流模型47-48
• 3.1.3 近壁面處理及邊界條件48
• 3.2 門式剛架結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓的數(shù)值模擬48-62
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介48-51
• 3.2.2 風(fēng)壓模擬過(guò)程51-52
• 3.2.3 墻面的風(fēng)壓分布特性52-59
• 3.2.4 屋蓋的風(fēng)壓分布特性59-62
• 3.3 平均風(fēng)壓模擬的影響因素分析62-65
• 3.3.1 湍流模型的影響63-64
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分的影響64-65
• 3.4 本章小結(jié)65-67
• 第4章 大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)67-101
• 4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論67-71
• 4.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類67
• 4.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型67-69
• 4.1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法69-70
• 4.1.4 ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)方法70-71
• 4.2 工程背景71-79
• 4.2.1 廣州國(guó)際會(huì)展中心E區(qū)屋蓋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介71-73
• 4.2.2 最不利風(fēng)向角73-76
• 4.2.3 有限元模型76-78
• 4.2.4 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型78-79
• 4.2.5 非定常風(fēng)荷載構(gòu)造79
• 4.3 基于等效風(fēng)荷載的抗風(fēng)優(yōu)化79-84
• 4.3.1 等效風(fēng)荷載法優(yōu)化過(guò)程80-81
• 4.3.2 優(yōu)化結(jié)果及討論81-84
• 4.4 基于時(shí)程分析的抗風(fēng)優(yōu)化84-94
• 4.4.1 風(fēng)振響應(yīng)時(shí)程分析84-86
• 4.4.2 時(shí)程分析法抗風(fēng)優(yōu)化過(guò)程86-88
• 4.4.3 優(yōu)化結(jié)果及討論88-94
• 4.5 基于復(fù)形法的抗風(fēng)優(yōu)化94-97
• 4.5.1 復(fù)形法優(yōu)化過(guò)程94-95
• 4.5.2 優(yōu)化結(jié)果及討論95-97
• 4.6 幾種優(yōu)化方法的比較97-98
• 4.7 本章小結(jié)98-101
• 第5章 總結(jié)與展望101-103
• 5.1 本文的主要結(jié)論101-102
• 5.2 未來(lái)研究工作的展望102-103
• 參考文獻(xiàn)103-109
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的科研服務(wù)項(xiàng)目109-111
• 致謝111

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：大跨屋蓋的模型修正、風(fēng)壓模擬及抗風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：271940