环保节能型村镇住宅屋面结构体系研究与应用

论文摘要

我国把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重。中国是个农业大国,八亿多人口分布在农村,因此,要重视农村住宅建设。在社会主义新农村建设中,应创新农村住宅建设方式,探索适宜我国国情和农民生活特点的节能省地型住宅发展模式,建设功能齐全、设施完善、环境优美的“小康住宅”。在整个建筑的结构体系中,屋面结构体系起到一个承上启下的重要作用,既支撑着房屋的遮盖系统,又与下部的房屋荷载支撑系统相连接。据此,研究并形成一整套环保节能型的村镇住宅屋面结构体系对完善村镇住宅的节能技术体系、提升村镇小康住宅的居住水平都有非常重要的意义。本论文针对新型、节能型的屋面材料,通过对几种屋面结构的结构性能、经济性能进行分析计算后找到结构合理、安装使用方便、适用于大多数村镇住宅建设的屋面材料的新型屋面结构体系,并对其结构性能等进行研究。本文屋顶的设计中采用钢结构体系。通过ANSYS软件、并结合结构优化设计方法对桁架进行计算分析,在满足强度、刚度等性能的同时,确定最优桁架截面尺寸,以便选择出最为经济的桁架结构类型。同时,对桁架进行加载实验,得出结论:在桁架的分析计算过程中,在ANSYS软件进行模型计算中所选用模型是可行的,并且计算所得到位移和应力与实际也较稳合;并且发现,不同类型桁架具有不同的自身优势,应结合客观实际情况进行选择。而且,本文通过大量计算,应用结构优化设计方法,制作出可供直接查看的能广泛适用的表格,使用户在提供出房屋结构尺寸和屋顶用途的情况下,可根据表格、结合客观条件直接选用结构构件,大大方便了设计和施工,节省时间,提高效率。由此,本文对村镇住宅屋面结构体系提出了结构形式和计算方法,并提供应用表格,对社会主义新农村建设做了有意义的工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 论文的研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 内蒙古调研情况
• 1.5 本文的主要工作
• 2 屋面结构设计概述
• 2.1 屋面的分类
• 2.2 屋面的性能
• 2.3 本文屋面的结构形式
• 2.3.1 结构体系的选择
• 2.3.2 钢结构住宅的优点
• 2.3.3 开发钢结构住宅应注意的问题
• 3 屋架结构的数值计算与结构优化设计
• 3.1 屋架结构的有限元计算思想
• 3.2 屋架结构的优化设计思想
• 3.2.1 结构的优化设计
• 3.2.2 屋面结构中的屋架形式
• 3.2.3 结构优化设计变量的选择
• 3.3 屋架结构优化设计计算
• 3.3.1 优化设计的过程
• 3.3.2 屋架结构优化设计计算
• 4 不同结构形式屋架的实验分析
• 4.1 实验简介
• 4.2 实验数据处理、理论计算及结果分析
• 4.2.1 平面桁架
• 4.2.2 空间桁架
• 4.3 实验分析结论
• 5 屋架结构设计的实际应用
• 5.1 结构设计中有关的荷载和荷载组合
• 5.1.1 结构设计的荷载
• 5.1.2 结构设计的荷载组合
• 5.2 结构设计中需满足的各项要求
• 5.2.1 结构的变形要求
• 5.2.2 结构的强度要求
• 5.2.3 结构的构造要求
• 5.2.4 结构的稳定性要求
• 5.3 结构设计中选用的型钢
• 5.4 不同结构参数汇表
• 5.4.1 制表说明
• 5.4.2 平屋顶结构
• 5.4.3 双面坡屋顶结构
• 5.4.4 四面坡屋顶结构
• 6 结论与展望
• 6.1 本文的工作总结及结论
• 6.2 有待继续研究的问题
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢