民航博物館設(shè)計(jì)研究

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1、民航博物館設(shè)計(jì)研究工程概況建筑物的屋蓋建筑造型創(chuàng)意源于飛機(jī)發(fā)動機(jī)的外形，由6個(gè)大小不同的發(fā)動機(jī)外殼面連接組成，對其放大、旋轉(zhuǎn)、切割、拼合，最后形成了象征“白云”和“飛翔”的屋頂。屋蓋結(jié)構(gòu)采用六跨連續(xù)單層鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其覆蓋面積為15200平米，是目前國內(nèi)覆蓋面積最大的單層網(wǎng)殼之結(jié)構(gòu)穩(wěn)定優(yōu)化1穩(wěn)定系數(shù)的選取規(guī)程規(guī)定使用一致屈曲、考慮大變形效應(yīng)極限承載力應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)荷載的5倍本工程超過單層網(wǎng)殼規(guī)程規(guī)定的跨度本工程的縱向長度特別大溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)極限承載力的影響不容忽視考慮到結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定的重要性、單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)破壞的脆性性質(zhì)、計(jì)算的不穩(wěn)定因素

2、我們建議彈塑性穩(wěn)定因子為2.5快速建模在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用DigitalBaroque的設(shè)計(jì)思路，使用任意的曲線、曲面構(gòu)筑結(jié)構(gòu)的屋面。這些屋面無法用單一的數(shù)學(xué)模型來描述。民航博物館工程的初始方案是德國設(shè)計(jì)公司提出的，它向我們提交的設(shè)計(jì)圖紙屋面曲面由3DFACE構(gòu)成的三角平面描述。建筑是非常珍惜自己的建筑創(chuàng)意，不允許結(jié)構(gòu)工程師通過數(shù)學(xué)擬合來給出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)曲面。采用ABAQUS程序進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)計(jì)算現(xiàn)在規(guī)范沒有給出溫度荷載作用下的穩(wěn)定校核指標(biāo)經(jīng)過我們使用ABAQUS程序計(jì)算各種包括溫度效應(yīng)和不包括溫度效應(yīng)的108種工況的極限承載

3、力分析，發(fā)現(xiàn)溫度效應(yīng)對單層網(wǎng)殼的極限承載力的影響不可忽視模式識別2模式識別理論，是依據(jù)被認(rèn)別對象的特征，通過一系列算法，得到具有所需要的特征對象子集，然后通過使用電子計(jì)算機(jī)算法，依據(jù)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)方案的幾何拓樸特性，尋找出建筑方案圖形與空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)模型的映射關(guān)系，從而求出每一網(wǎng)格構(gòu)成的幾何空間位置?？刂乒r的選取近似性準(zhǔn)則優(yōu)化的提出只考慮穩(wěn)定因素只考慮控制工況下的穩(wěn)定因素在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，由于彈塑性極限承載分析需要大量的計(jì)算機(jī)時(shí)，在我們優(yōu)化過程選擇控制荷載是必要的，也是可行的。選擇控制工況的準(zhǔn)則1我們提出線彈性穩(wěn)定特征值較小的工況游可

4、能為結(jié)構(gòu)的控制工況2結(jié)構(gòu)的外力功較大的工況為極限荷載的控制工況3幾何非線性極限承載力較低的可能是控制工況選擇工況的具體辦法1通過工程經(jīng)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)外力功計(jì)算過濾掉一半的工況2通過結(jié)構(gòu)線性穩(wěn)定分析過掉剩下的一半工況3通過幾何非線性計(jì)算確定結(jié)構(gòu)的控制工況穩(wěn)定優(yōu)化的準(zhǔn)則我們依據(jù)工程實(shí)踐提出這樣的準(zhǔn)則：在單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中，桿件的應(yīng)力相差較小的情況下，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)使用相同的用鋼量時(shí)，王巧結(jié)構(gòu)的極限承載能力較高，或者說在這種情況下結(jié)構(gòu)的極限承承載力相同時(shí),網(wǎng)殼的用鋼量較省。桿件分層優(yōu)化單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有些桿件是貫通的，有些管件是非貫通的，貫通管件外徑要求

5、一致為此我們將管件分為不同的層，在同一層中使用一組外徑相同的桿件進(jìn)行優(yōu)化在優(yōu)化后，我們還要校核桿件的強(qiáng)度和單桿穩(wěn)定，如不滿足要求，即增大桿件截面在最后桿件截面確定后，驗(yàn)算各工況的極限承載力用鋼量指標(biāo)最后用鋼量為1400噸，和每平米90公斤