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泾川舍利塔高层复杂钢结构的设计及施工技术研究

作　者: 邵尧霞
导　师: 雷宏刚
学　校: 太原理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 高层钢结构设计施工 PKPM 有限元分析
分类号: TU973.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在旅游业盛行的今天,为了发展经济,把历史和人文结合起来,兴建仿古建筑。对于仿古建筑,人们的看法不一。建筑大师梁思成在谈到材料技术与传统建筑艺术的关系时,说过“新材料、新结构、新的施工方法对于传统之继承与革新有着巨大的影响。一方面新的材料和结构技术已经使得原封不动地去做古建筑的翻版成为不可能;另一方面这些新的条件也为我们创造了革新和发展的有利条件和广阔的前程”。本文从佛塔的起源入手,通过对国内外塔的材料和种类的分析,得出随着时代的发展,塔的建筑相应的由木、石、砖、砖木、铜铁、琉璃,到现代的钢筋混凝土、钢结构而发展。塔的平面形式经历了从四方到六角、八角、甚至十二角、折角形的发展过程,最后基本上在六角形、八角形上定型下来,受力较均匀,增强了抗震能力。钢结构体系具有自重轻、材料强度高,抗震性能好、安装容易、施工周期短、环境污染少等优势,是经济建设快速发展的结果。随着建筑向高层、超高层发展,钢结构具有广阔的前景,钢结构行业迎来了发展的春天。甘肃省泾川县大云寺舍利塔是一座钢结构仿古舍利塔,它是一座攒尖顶式四角塔,舍利塔工程由基座和塔身两部分组成。整体建筑呈正方形,建筑形制为仿唐形式,结构类型为钢结构,斗拱为木构件。塔身外观七层七檐,内为地下三层,地上十四层(七明七暗),总建筑面积5489m2,建筑高度95m,其中塔刹高18.86m。基座采用大青砖砌筑。设计上本工程采用PKPM系列软件(SATWE)以及ANSYS两种软件进行空间整体建模分析计算,相互验证。在施工中解决了钢管柱承插、钢结构仿唐翼角飞椽、钢结构与木质仿古构件连接等施工关键技术,说明钢结构塔在设计、施工上如何与古塔很好地结合起来的。经过一年多的时间,证明工程在设计,施工上是合理的。1924年雷锋塔倒了,现杭州市在原遗址上新建雷锋塔以恢复旧时的景观。新雷锋塔采用全钢架结构,新雷锋塔的建立开创了钢结构仿古塔的先例,结束了钢筋混凝土仿古的独霸局面。甘肃省泾川舍利塔更是充分利用了钢、木两种材料的特性和优点,将两种不同的材料在构造上有机地结合起来,使建筑的结构安全和艺术性得到统一。在高层、超高层钢结构上,还有如下问题没有得到很好的解决:没有规范,参数无法确定,舍利塔钢柱的层层错位、内收分,节点复杂,钢结构外包木,木结构耐久性等。舍利塔的实施,对今后的钢木结构的设计和实践应用,有一定的参考价值。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-33
  1.1 各类塔式建筑的进展  9-27
    1.1.1 塔的起源  9
    1.1.2 塔的种类  9-11
    1.1.3 古塔的发展  11-23
      1.1.3.1 木塔  11-12
      1.1.3.2 砖塔  12-20
      1.1.3.3 石塔  20-21
      1.1.3.4 铜铁塔  21-23
      1.1.3.5 琉璃塔  23
    1.1.4 钢结构塔  23-24
    1.1.5 仿古建筑  24-26
    1.1.6 国外世界名塔  26-27
  1.2 高层钢结构的设计理论和施工技术发展  27-32
    1.2.1 高层钢结构的设计理论  27-30
    1.2.2 高层钢结构的施工技术的发展  30-32
  1.3 本文的研究内容  32-33
第二章以实例说明钢结构设计与施工中的关键要素  33-67
  2.1 工程概况  33-38
    2.1.1 旅游业的兴起  33
    2.1.2 舍利塔  33
    2.1.3 舍利子的发现及意义  33-36
    2.1.4 工程简介  36-38
  2.2 泾川舍利塔的结构分析及关键技术问题探讨  38-48
    2.2.1 设计参数  38
    2.2.2 设计说明  38
    2.2.3 PKPM 软件  38-41
    2.2.4 ANSYS 软件  41-45
    2.2.5 超高层钢结构超限问题  45-48
  2.3 泾川舍利塔的关键施工技术  48-67
    2.3.1 钢管柱承插施工关键技术  48-53
    2.3.2 钢结构仿唐翼角飞椽施工关键技术  53-55
    2.3.3 钢结构与木质仿古构件连接施工关键技术  55-61
    2.3.4 高层钢结构施工控制技术  61-63
    2.3.5 18m 高塔刹整体吊装技术  63-64
    2.3.6 钢构件防火涂料表面一次成型仿古地仗油漆技术  64-66
    2.3.7 结构CAD 技术  66-67
第三章总结和建议  67-69
  3.1 总结  67
  3.2 建议  67-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
攻读学位期间发表的学位论文  73

泾川舍利塔高层复杂钢结构的设计及施工技术研究

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