论文摘要
随着科学技术的进步和经济的发展,各种类型的结构体系随之迅速发展,结构选型问题在高层建筑结构设计中的重要性空前凸显,正日益受到土木工程师和广大设计人员越来越多的关注。但是,在结构选型方面目前国内外尚未对其理论进行充分的研究,这是因为结构选型是一个非常复杂的决策问题,具有强烈的综合性,包含大量不确定性(随机性、模糊性和未确知性)信息,一般认为用传统的准则法或者数学规划法对此问题进行建模和求解很难奏效。本文主要针对结构的安全性问题,提出适用于高层建筑结构方案设计阶段的模型简化分析方法,作为辅助建筑师方案设计时的结构选型工具,并能给出主要构件大致尺寸,作为结构施工图设计的基础参数。论文首先介绍了结构选型方法的研究现况,探讨了结构选型方法在实际工程中难于推广应用的原因,并指出实际工程中需要一种合理的结构选型阶段计算方法来解决建筑与结构间的矛盾,完善设计流程,节约建设成本。其后,简述了有限元法在建筑结构中的应用情况,并结合超级元的思想和结构变形的特点,提出层单元模型。主要论述了层单元模型的概念和计算方法,通过分析和对比层单元模型计算方法与现有常用计算方法,证明了层单元模型的可行性和合理性,层单元模型能满足方案设计阶段的计算精度要求。再之后,利用已建立起来的结构计算模型计算已有各结构体系的工程实例,证明该计算方法满足方案设计阶段的计算精度要求。再将程序界面简化,试图应用于实际工程结构的方案设计阶段,完成结构选型并确定主要构件的大致尺寸。最后,总结了将层单元模型方法应用在高层建筑结构方案设计阶段的优点,并指出了可进一步完善的地方。