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

1、近年來，隨著社會不斷發(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、強度高、現(xiàn)代感強，為此很多大型神像結(jié)構(gòu)均采用鋼結(jié)構(gòu)。同時為了建造體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，建筑師均會選擇鋼結(jié)構(gòu)，然而采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計神像，結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜，設(shè)計困難相對較大。為此對實際神像鋼結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)研究具有一定的理論意義和較大的工程應(yīng)用價值。
　　大型神像鋼結(jié)構(gòu)實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、外形細長等特點，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)高強材料被廣泛使用，同時出現(xiàn)了大量復(fù)雜體型的高層、高聳結(jié)構(gòu)，這對抗風(fēng)設(shè)計帶來了新的問題。目前針對高層建筑的風(fēng)振研究較多，而對于體型復(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，對具有復(fù)雜體型的高聳結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，風(fēng)荷載的計算

3、以及其型面蒙皮的計算進行了深入的研究。
　　本文首先對背景工程運用有限元軟件SAP2000建立有限元模型，計算分析了該結(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。然后對大力神像進行了數(shù)值風(fēng)洞的模擬分析，對神像在0°、45°以及180°三個特征風(fēng)向角下的結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓分布進行了模擬。最后運用有限元軟件ANSYS對結(jié)構(gòu)的型面蒙皮進行了受力分析。
　　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)計的控制標準以及模型的建立情況進行了詳細而全面的解析，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:對結(jié)構(gòu)的計算分析結(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和速度矢量圖，較準確地預(yù)測了流場中分離、再附、環(huán)繞等一系列鈍體繞流現(xiàn)象，較完整地