建筑结构设计论文提纲

论文题目：预制装配式模块化建筑结构设计研究

摘要：在发展建筑工业化进行传统土木建筑行业转型升级背景下,具有绿色节能、高质量、高效率等特点的装配式建筑受到越来越多的关注,模块化建筑是一种新型、具有良好发展前景的装配式建筑。本文针对一种螺栓结合榫式连接的模块化建筑结构进行研究,其主要内容如下:（1）计算分析模型的建立。阐述了预制装配式模块化建筑结构设计的基本内容和要求,从结构整体、节点连接以及模块单元设计三个方面,归纳分析这种新式模块化结构针对目前设计难点在结构设计上提出的具体改善方法,然后根据这种新型模块单元的结构设计方法建立正向6跨（跨度3.9m）、侧向3跨（跨度4.2m）,3层（层高3.3m）的力学分析模型,选取基本尺寸,通过PKPM进行8度的内力计算,其剪重比、最大层间位移角以及稳定验算等都满足要求。（2）基于ABAQUS的框架有限元分析。以力学模型（4）轴轴线处的框架为例,利用ABAQUS建立一个单榀三层三跨框架有限元模型,进行框架在EI-Centro波、Taft波以及一条人工地震波分别在加速度幅值100cm/s2、200cm/s2以及400cm/s2下的动力弹塑性时程反应分析,满足位移比0.02的限制要求,同时对比PKPM计算结果误差在5%之内,并通过观察框架在整个震动作用过程中的整体受力特点、节点处受力特点、时程曲线的变化特点等,分析结构的受力变化规律以及破坏机理,符合强柱弱梁,强节点设计要求,塑性铰出现在远离梁柱节点240mm左右,是理想的出现位置。（3）基于ABAQUS的节点连接分析。利用ABAQUS建立榫接结合螺栓连接、“四柱双梁”形式的基本节点模型,设置“四柱四梁”和采用焊接连接两种情况下的对比模型,进行节点在低周往复荷载下的拟静力分析。研究节点整体以及各个构件的受力特点、应力分布的变化规律、节点抗震性能,并和对比节点进行对比,发现抗震性能误差在10%之内,但等效粘滞阻尼系数可达到0.4以上,差异的主要影响因素为柱子变形所引起的,得到在设计时应该注意到的问题。（4）进行了模块单元的结构分析。选取一个基本模块单元,分析其结构设计方法,并建立有限元模型进行模块单元的受力分析,研究模块单元的受力特点,同时结合施工运输要求和结构设计的特点,分析模块单元的相关尺寸特点,得到模块单元不宜大于21t等要求,以及对满足吊装以及人员施工过程中需要布置的一些次要附属结构进行简单的介绍。

关键词：模块化建筑;结构设计;框架分析;节点连接分析;结构性能

学科专业：结构工程

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 建筑工业化

1.2.1 建筑工业化的概念

1.2.2 建筑工业化下建筑形式

1.3 装配式结构

1.3.1 混凝土结构

1.3.2 钢结构

1.3.3 模块化结构

1.4 国内外的发展状况

1.4.1 国外发展状况

1.4.2 国内发展状况

1.4.3 相关研究成果

1.5 存在的问题及研究方向

1.6 研究的意义和目的

1.7 主要研究内容

第二章 预制装配式模块化结构体系与设计

2.1 概述

2.2 结构整体设计

2.2.1 整体设计的基本内容

2.2.2 设计主要难点

2.2.3 解决改善方法

2.3 节点连接设计

2.3.1 连接设计的基本内容

2.3.2 设计主要难点

2.3.3 解决改善方法

2.4 模块单元设计

2.4.1 模块设计的基本内容

2.4.2 设计主要难点

2.4.3 解决改善方法

2.5 研究分析对象

2.5.1 结构设计间的联系

2.5.2 力学分析模型的建立

2.6 本章小结

第三章 基于ABAQUS的框架有限元分析

3.1 概述

3.2 弹塑性线性时程分析基本理论

3.2.1 弹塑性线性时程分析方法

3.2.2 ABAQUS分析线性时程求解原理

3.3 弹塑性线性时程分析

3.3.1 确定结构的振动力学模型

3.3.2 结构模态分析

3.3.3 地震波的选择及调幅

3.4 弹塑性时程分析结果及相关结论

3.4.1 数据结果输出及整体受力特点

3.4.2 地震动时程曲线分析

3.4.3 层间位移、位移角分析

3.4.4 框架节点区域受力特点

3.4.5 框架抗震性能评价

3.5 本章小结

第四章 基于ABAQUS的节点连接分析

4.1 概述

4.2 节点有限元模型的建立

4.2.1 模型及设计简化

4.2.2 ABAQUS基本参数设置

4.2.3 对比模型节点设置

4.3 节点构件性能对比分析

4.3.1 节点模型整体受力特点

4.3.2 上部连接件受力特点及变化规律

4.3.3 下部连接件受力特点及变化规律

4.3.4 柱受力特点及变化规律

4.3.5 梁受力特点及变化规律

4.4 节点抗震性能对比分析

4.4.1 滞回曲线对比分析

4.4.2 节点等效粘滞阻尼系数

4.4.3 节点模型骨架曲线

4.5 影响因素的验证分析

4.5.1 梁和构件设计方式

4.5.2 节点连接特点及必要性分析验证

4.5.3 滞回性能损耗的影响因素

4.5.4 塑性铰位置影响因素

4.6 本章小结

第五章 模块单元的结构分析

5.1 概述

5.2 模块单元的主体结构设计

5.2.1 水平楼板系统设计

5.2.2 垂直立柱系统设计

5.2.3 上层梁体系

5.2.4 侧向临时支撑

5.3 模块单元的分析

5.3.1 模型及参数设置

5.3.2 结果输出及分析

5.4 模块单元的特性

5.4.1 单元的尺寸特点

5.4.2 单元的其他附属结构

5.5 本章小结

第六章 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢