抛物线形楼梯的内力计算与结构分析
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抛物线形楼梯的内力计算与结构分析
作者万雷亮 Publish: 2006-2-28 Hits:-
【中文题名】 抛物线形楼梯的内力计算与结构分析
【英文题名】 Construction Analysis and Internal Calculation of the Stairs in the Form of Parabola
【学科专业】 工程力学
【论文级别】 硕士论文
【投稿时间】 2006-2-28
【中关键词】 抛物线形楼梯,内力分析,计算程序,,,
【英关键词】 parabolic stairs,stress analysis,computer program,
【分类导航】 工业技术>建筑科学>建筑结构>结构理论、计算>结构设计>
【论文摘要】 垂直交通工具——楼梯是现代建筑必不可少的重要组成部分。曲线形楼梯,不仅可达到垂直交通的目的,更丰富了空间的结构布局,对建筑有良好的装饰效果。目前最常用的曲线形楼梯多是纯圆形,曲线类型单一。因纯圆形楼梯的设计方法比较成熟,所以工程设计中很少灵活地使用其他曲线形楼梯来丰富建筑空间。 为了提供更多的曲线形状,使建筑形体更加丰富,增强建筑效果和空间美感,完善楼梯设计理论,本文大胆创新,提出了抛物线形楼梯这一全新命题。推导并建立了抛物线形楼梯的计算理论和计算方法。应用Visual c++将理论计算编成程序,便于工程设计应用,增强了可操作性。应用ansys有限元软件对本文提出的计算方法做了比较分析,结果表明运用本文方法能得到相当准确的内力数据。分析了与纯圆形楼梯内力分布规律的异同。分别考虑抛物线形状变化和楼梯层高变化对内力的影响,在详尽的比较研究和分析中得出这些参数对内力的影响规律。最后对对称性楼梯做了进一步的简化,得出了更加简便的理论计算公式。对建筑结构理论及结构设计具有一定的指导意义。
【论文题纲】
第一章 绪论 7-14
1.1 研究问题的背景 7-12
1.1.1 楼梯概述 7-9
1.1.2 现有楼梯的主要分类 9
1.1.3 研究现状及常用方法 9-12
1.2 选题的意义 12-13
2.3 课题的研究内容 13-14
第二章 力学模型 14-21
2.1 力法概述 14-15
2.2 高斯求积法概述 15-16
2.3 计算的基本假定 16-17
2.4 坐标系的选择及内力的表示 17-21
2.4.1 固定坐标系 17
2.4.2 动点坐标系 17-18
2.4.3 坐标系相互转换 18-21
第三章 内力计算 21-41
3.1 变形协调方程 21-22
3.2 各单位力及荷载对各个截面的作用力 22-28
3.2.1 单位力对动截面作用力 22-25
3.2.2 竖向均布荷载作用下对动点的作用力 25-28
3.2.2.1 荷载偏心系数 25-27
3.2.2.2 荷载对动截面的作用力 27-28
3.3 基本结构的单位力位移系数δ_(ij)及荷载位移自由项Δ_(iq)的计算 28-38
3.3.1 求解单位力广义位移 29-36
3.3.2 求解荷载位移下面求解荷载广义位移 36-38
3.4 基本未知量和各个截面的作用力的计算 38
3.5 对于支承结构的作用力 38-39
3.6 各种不同情况时的特定坐标系 39-41
第四章 内力分析 41-69
4.1 准确度分析 41-50
4.1.1 本文方法计算内力 41-45
4.1.2 应用ansys有限元软件计算内力 45-49
4.1.3 比较分析内力结果 49-50
4.2 抛物线的形状对于内力的影响分析 50-57
4.3 楼梯的层高对于内力的影响 57-64
4.4 抛物线形楼梯与纯圆形楼梯的内力比较分析 64-69
第五章 对称结构的简化与计算 69-77
5.1 对称的结构简化 69-71
5.2 对称结构单位力对截面的作用力 71-75
5.3 对称结构单位力位移及荷载位移的计算 75-77
结语及展望 77-79
参考文献 79-81
致谢 81
【DOI】 LunWen.ID:2.2008.121911
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