传统建筑风格与现代网壳结构的融合——四坡与双坡坡屋顶折板网壳参数化设计与受力分析

从建筑学角度将传统建筑坡屋顶与现代折板网壳结构相融合,采用ANSYS软件自带APDL语言,提出并研发了两类(六种)坡屋顶折板网壳结构参数化建模方法与结构设计宏程序;用户只需依据建筑风格和特点要求输入坡屋顶折板网壳相关几何参数:东西跨度L、南北跨度W、高度H、正脊长度S、正脊分割份数Kn、垂脊分割份数Nx、翘曲比例b,即可生成所需模型;并对这两类(六种)坡屋顶折板网壳结构进行了随几何参数变化的受力分析。结果表明:该设计程序可将坡屋顶传统建筑风格与现代折板网壳结构设计有效结合,方便地设计出具有传统建筑风格的坡屋顶折板网壳,该类折板网壳结构受力性能随南北跨度W、高度H、正脊长度S呈规律变化。

双曲扁网壳结构参数化设计及受力性能分析

为方便实现双曲扁网壳受力性能分析,应用APDL(Ansys parametric design language)参数化设计语言,研制5种双曲扁网壳结构参数化设计宏程序。并根据长短跨矢高、长短跨网格数以及支座形式的变化,选取5种双曲扁网壳结构的170种工况,进行结构受力性能比对分析。结果表明:5种类型双曲扁网壳中,三向格子型网壳结构受力性能最合理,长跨矢跨比为1/2、短跨矢跨比为1/6为宜。

大矢高脊线式叉筒网壳静力及抗震性能分析

运用ANSYS软件对大矢高脊线式叉筒网壳结构进行系统的静力性能分析,详细研究了结构跨度S、矢高f、环向区域份数Kn、径向节点圈数nx对结构静力性能的影响;在此基础上对结构进行自振特性分析和地震响应分析。探讨了跨度、矢高对结构基频的影响规律,及结构环向区域份数、径向节点圈数对结构震后最大位移的影响规律。研究结果表明:大矢高脊线式叉筒网壳静力性能良好,矢高对结构静力性能影响不大,环向区域份数、径向节点圈数对结构静力性能影响较复杂;结构自振频率分布和振型有很强的规律性,结构基频对跨度较敏感;结构抗震性能优越,结构环向区域份数对结构震后最大位移影响较大。

杂交型马鞍网壳结构参数化设计及形状优化

杂交型网壳可以发挥各单一传统网壳的优点,在增大跨度的同时又可获得较高的经济效益。文章根据杂交型马鞍型网壳结构特点,采用APDL参数化设计语言研制了两类六种不同杂交型马鞍网壳参数化设计宏程序,运用ANSYS软件对其进行受力性能分析,并对受力性能最好的凯威特—联方(Kie-Lam)网壳进行了108种工况形状优化设计。结果表明:在同等工况下六种杂交型马鞍网壳中Kie-Lam最大位移为6.9 mm和最不应力为25.1 MPa均最小,受力最为合理;矢高f与网壳最不利应力成反比,f每增加1 m最不利应力平均下降幅度最大为0.51 MPa,随Ns变化没有统一规律;在S=60 m、f=30 m不变的情况下,存在一种工况Kn=8、Nx=12和Ns=8满足结构强度、刚度和稳定性前提下,使网壳结构总耗钢量最轻。

哥特式建筑风格与现代网壳结构设计的融合——角锥折板网壳参数化设计及形状优化

借鉴哥特式建筑风格和角锥折板网壳特点,采用APDL(ANSYS parametric design language)参数化设计语言,研制了五种不同网格类型的角锥折板网壳参数化设计宏程序,实现了给定跨度S、矢高F、环向对称区域份数Kn和径向节点圈数Nx等参数下,五种类型角锥折板网壳参数化设计。对五种网壳进行了受力性能分析,探究了网壳结构最不利位移、最不利应力随矢高变化规律:并以结构耗钢量为目标函数,以Kn、Nx为设计变量进行了形状优化。建模实例表明该参数化设计宏程序方便、快捷,形状优化设计给出了在跨度、矢高不变时结构耗钢量随网格数变化规律及耗钢量最小的最优网格数。

古亭阁建筑参数化设计与静力性能分析

借鉴中国传统攒尖建筑外形特点,应用APDL参数化设计语言研制了三种不同脊线类型古亭阁参数化设计宏程序,实现了给定结构跨度S、矢高H、棱角数Kn、径向节点圈数Nx和翘曲率b等参数下,三类不同建筑风格古亭阁网壳参数化设计,分析了三类古亭阁在不同结构参数、不同梁端约束时的静力性能。36种设计方案数值模拟结果表明:该种新型建筑结构的位移和应力随宏观几何参数Kn、Nx和约束施加位置及翘曲率b的增加而减小,而约束施加方式的不同对其位移和应力影响并不明显;本研究可为传统建筑风格与现代网壳结构设计相融合提供理论依据。

原油流经180°弯管内壁面压强分布计算公式

应用FLUENT软件分析了原油流经180°弯管时,内压P随弯管出口压强P_0、入口流速v、流体密度ρ及弯管弯曲度k=R/D变化的分布规律,建立了相应135种工况内压P分布数据库;据弯管内壁面压强P在不同参数(P_0、v、ρ、k)下的分布、变化规律,应用1stOpt软件分析拟合了弯管内压分布计算公式;并通过11种工况FLUENT数值模拟结果比对,验证了该公式的计算精度(最大相对误差d≤0.045%),为高压、高流速、长距离输油管道和弯管设计及其安全性评估提供了依据。

从城市肌理看济南老城区的更新

随着我国城市快速发展和建设,旧城更新、旧城改造成为城市设计重要内容之一,如何掌握城市发展与城市更新之间的关系成为重中之重。城市老城区重点片区的保护和更新的最终目的是在保护的基础上,使得该片区体现城市特色和风貌并得以发展、延续。许多城市在旧城区的更新过程中破坏了原有的城市肌理,盲目的商业开发,使得"千城一面"的现象屡见不鲜。本文通过基于城市肌理保护的视角对济南老城区的空间进行研究,分析如何从空间的角度来延续济南老城区的场所精神,进而起到保护济南老城区历史文化遗产的作用。