體型復(fù)雜的帶蒙皮高聳鋼塔架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、近年來，隨著社會(huì)不斷發(fā)展，越來越多的城市通過建造大型神像來體現(xiàn)城市內(nèi)涵、彰顯人文面貌。而鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、現(xiàn)代感強(qiáng)，為此很多大型神像結(jié)構(gòu)均采用鋼結(jié)構(gòu)。同時(shí)為了建造體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，建筑師均會(huì)選擇鋼結(jié)構(gòu)，然而采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)神像，結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜，設(shè)計(jì)困難相對(duì)較大。為此對(duì)實(shí)際神像鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)研究具有一定的理論意義和較大的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　大型神像鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際是一種特殊體型的高聳結(jié)構(gòu)。高聳結(jié)構(gòu)是一種特殊的結(jié)構(gòu)形式，具有高度高、重量輕

2、、剛度小、外形細(xì)長(zhǎng)等特點(diǎn)，應(yīng)用于電力、通訊、廣播電視等領(lǐng)域。隨著需求的提高和技術(shù)的進(jìn)步，高聳結(jié)構(gòu)日益向著更高、更輕、更柔的方向發(fā)展，高聳結(jié)構(gòu)的外形特征決定了風(fēng)荷載是其控制荷載。隨著結(jié)構(gòu)的高度不斷增加，輕質(zhì)高強(qiáng)材料被廣泛使用，同時(shí)出現(xiàn)了大量復(fù)雜體型的高層、高聳結(jié)構(gòu)，這對(duì)抗風(fēng)設(shè)計(jì)帶來了新的問題。目前針對(duì)高層建筑的風(fēng)振研究較多，而對(duì)于體型復(fù)雜的高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振研究較少。本文以澳門大力神像為背景工程，對(duì)具有復(fù)雜體型的高聳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，風(fēng)荷載的計(jì)算

3、以及其型面蒙皮的計(jì)算進(jìn)行了深入的研究。
　　本文首先對(duì)背景工程運(yùn)用有限元軟件SAP2000建立有限元模型，計(jì)算分析了該結(jié)構(gòu)在恒、活荷載、風(fēng)載、地震作用、溫度影響下的內(nèi)力和變形，選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。然后對(duì)大力神像進(jìn)行了數(shù)值風(fēng)洞的模擬分析，對(duì)神像在0°、45°以及180°三個(gè)特征風(fēng)向角下的結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓分布進(jìn)行了模擬。最后運(yùn)用有限元軟件ANSYS對(duì)結(jié)構(gòu)的型面蒙皮進(jìn)行了受力分析。
　　本文在綜合考慮了結(jié)構(gòu)的體型、風(fēng)荷載、蒙皮效應(yīng)等因

4、素，通過對(duì)大力神像空間鋼結(jié)構(gòu)神像的工程概況、結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)桿件布置情況、荷載的分析和取值情況、荷載組合、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制標(biāo)準(zhǔn)以及模型的建立情況進(jìn)行了詳細(xì)而全面的解析，并最終確定了合理的結(jié)構(gòu)方案，為以后的相似的工程提供了一定的參考數(shù)據(jù)。
　　結(jié)論:對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析結(jié)果表明高聳結(jié)構(gòu)的內(nèi)力控制占主導(dǎo)地位的是水平風(fēng)荷載。并且本文通過數(shù)值模擬得到了建筑物周圍的流場(chǎng)和速度矢量圖，較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了流場(chǎng)中分離、再附、環(huán)繞等一系列鈍體繞流現(xiàn)象，較完整地