建筑物迁移虚拟仿真技术研究

论文摘要

建筑物迁移技术是在城市建设和改造进程中提出并兴起的一项新兴工程技术。该技术的出现,不但解决了市政规划与现有尚具使用和保留价值的建筑物布局之间的矛盾,同时也能节约大量的人力、财力及时间,带来巨大的经济、社会和环境效益。在我国城市建设高速发展的今天,建筑物迁移技术得到了非常广泛的应用。高新技术的应用,推动着建筑物迁移技术的发展,但也存在着许多尚待研究和解决的问题。本文就建筑物迁移工程中的建筑物所受到的多支点作用及其效应的特点和规律进行了系统的研究,建立了建筑物迁移工程数学仿真模型;其中选择VC作为迁移建筑物仿真系统的开发平台,利用有限元ANSYS的参数化语言APDL编写建筑物建模算法,给出了建筑物模型需要的简化单元;通过研究迁移过程中多液压缸同步控制系统的力、位移的变化特点,给出了有限元模型边界位移条件的加载方法;针对迁移工程的要求研究了有限元模型分析的求解算法,并给出了仿真系统为控制系统提供的主要分析数据。本文还通过对VC与ANSYS软件接口的研究,编制出了相应的接口程序;建立了仿真系统与控制系统共享数据库;提供了分析数据可视化的虚拟仿真方法,可给出分析模型的数据及图形显示。所开发的基于ANSYS的APDL有限元和面向对象VC的建筑物迁移工程仿真设计系统,为制定安全、经济的建筑物迁移工程方案提供了有力理论依据和辅助工具。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 建筑物迁移课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外建筑物迁移工程实例及现状
• 1.2.1 国外建筑物迁移工程实例及现状
• 1.2.2 国内建筑物迁移工程实例及现状
• 1.3 建筑物迁移工程亟待解决的问题
• 1.4 课题研究的内容
• 第二章 建筑物迁移工程概述
• 2.1 建筑物迁移的主要方式
• 2.1.1 滚轴滚动迁移方式
• 2.1.2 多支点滑动迁移方式
• 2.2 建筑物整体迁移的基本步骤
• 2.2.1 迁移建筑物的前期调查
• 2.2.2 迁移建筑物加固和托换
• 2.2.3 迁移建筑物的结构分离
• 2.2.4 同步迁移
• 2.2.5 就位连接
• 2.3 虚拟仿真在迁移中的发展方向
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于有限元理论的建筑物数学建模
• 3.1 钢筋混凝土有限元法简介
• 3.2 基于有限元理论的数学建模
• 3.2.1 连续结构的离散化
• 3.2.2 单元、节点和节点自由度的编号及坐标的建立
• 3.2.3 单元位移模式的建立
• 3.2.4 荷载向节点的移置
• 3.2.5 单元节点位移和节点力关系确定
• 3.2.6 整体节点位移和节点力关系确定
• 3.3 建筑物建模采用的单元模型
• 3.3.1 梁单元
• 3.3.2 壳单元
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于ANSYS的APDL建筑物迁移模型编程
• 4.1 基于ANSYS的APDL建模综述
• 4.2 建筑物迁移建模的前处理
• 4.2.1 建筑物结构的简化以及参数化
• 4.2.2 建筑物框架结构的建模算法
• 4.2.3 建筑物模型的单元化
• 4.3 建筑物迁移模型的边界条件
• 4.3.1 建筑物模型的位移约束加载
• 4.3.2 建筑物模型的载荷加载
• 4.4 建筑物迁移模型的求解
• 4.5 仿真系统主要后处理
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于VC的建筑物迁移模型分析数据的可视化
• 5.1 基于VC的建筑物迁移仿真系统综述
• 5.1.1 建筑结构程序设计方法研究现状
• 5.1.2 面向对象的建筑结构程序设计方法
• 5.1.3 迁移建筑物仿真系统VC类的简介
• 5.2 迁移建筑物仿真系统总体设计体系
• 5.3 VC与ANSYS接口问题的研究
• 5.4 VC与ANSYS数据的共享
• 5.5 基于VC的分析数据的可视化
• 5.5.1 迁移建筑物仿真系统模态分析数据可视化
• 5.5.2 迁移建筑物仿真系统结构分析数据可视化
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢