结构选型论文范文参考 结构选型毕业论文范文[精选]有关写作资料

目录

1. 第一篇结构选型论文范文参考：复合材料层合板铺层设计与离散结构选型优化方法研究
2. 第二篇结构选型论文样文：抗冰海洋平台动力分析与结构选型研究
3. 第三篇结构选型论文范文模板：特大跨度铁路劲性骨架混凝土拱桥结构选型及关键力学问题研究
4. 第四篇结构选型论文范例：跨座式单轨交通应急轨道梁选型及受力性能研究
5. 第五篇结构选型论文范文格式：大跨度钢结构选型、设计分析及关键节点试验研究

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第一篇结构选型论文范文参考：复合材料层合板铺层设计与离散结构选型优化方法研究

层合板的整体性能与单层板的材料性质以及铺层方式(各单层板的厚度和铺设角度和铺层数目)相关,但直接设计单层厚度和铺设角度会由于变量多和多值性等因素引起求解困难.采用能够表征铺层方式的铺层参数为设计变量能够避免上述问题,但需要确定铺层参数的取值范围(可行域),以保证所获得的设计能够实现；根据材料和结构一体化设计思想,合理设计铺层参数和单层板纤维含量在面内的分布可获得更大的优化效益,因而需要研究铺层方式和纤维含量协同设计；可制造性要求最优设计的铺设参数只能从标准的角度系列中选取,因此需要研究离散变量的选型优化问题.

在以上研究需求的驱动下,本文研究并获得了全部铺层参数的合理近似可行域,建立了基于铺层参数的铺层方式和纤维分布协同设计的优化模型和求解方法；研究了考虑工程制造的层合板设计,提出了求解一般离散材料选型优化设计的通用方法—基于广义形函数的参数化方法(Generalized Shape Function based Parameterization),并推广G*P方法应用到桁架、钢框架结构等的构件选型离散优化设计中,建立了相应的数学模型和求解方法.主要研究内容和成果包括：

(1)基于铺层参数的层合板优化设计模型及铺层参数近似可行域.在单层板材料性能给定的情况下,层合板的刚度矩阵是铺层参数的线性函数,同时铺层参数的可行域被证明为凸域,建立基于铺层参数的层合板优化设计模型,当铺层参数可行域已知时,能够给出问题的良好提法.然而全部铺层参数可行域仍然未知,目前已有的近似可行域也仅是必要而非充分条件.为了获得与真实可行域相近并属于真实可行域的近似域,研究了铺层参数可行域与铺层数目之间的关系,确定并验证了以最小铺层数(6层)对应的厚度和角度来表示的近似可行域是真实可行域的良好近似.基于该近似可行域建立了基于铺层参数的层合板优化设计模型.

(2)基于铺层参数的铺层方式与纤维分布协同优化设计.铺层方式和纤维含量在面内的分布对层合板的性能均有重要影响.根据材料和结构一体化设计思想,以纤维含量和铺层方式随位置的变化为设计参数,建立了基于铺层参数的铺层方式和纤维分布协同设计的优化模型；针对包含拉伸、弯曲、耦合刚度的层合板,利用获得的近似可行域,并考虑工程制造等要求,提出了基于最小铺层数的铺设方式与纤维分布协同设计的两步优化和求解策略.通过数值计算验证了所提方法的合理性与有效性.

(3)离散铺设角度的变刚度层合板优化设计及基于广义形函数的参数化方法(G*P).考虑工程制造的铺层方式,通常给定单层板厚度以及供各单层选择的离散角度集合,该问题是离散变量的优化问题.对该问题的求解,提出了基于广义形函数的参数化方法(G*P),该方法可以作为求解一般离散材料选型优化的通用方法.建立了基于G*P方法的离散铺设角度的变刚度层合板优化模型.研究表明,采用G*P万法,离散变量可选择集中元素的排列顺序以及迫使设计变量收敛到离散值的惩罚方式,对优化结果的收敛性有很大影响.针对工程常用离散铺设角度的层合板设计问题给出了可选择集中元素的顺序规则,并提出显式惩罚策略.数值算例验证了G*P方法的有效性.

(4) G*P方法在其他类型离散变量选型优化问题中的推广与应用.

(a)基于G*P方法的桁架结构截面选型离散优化设计.针对实际桁架类结构中构件截面尺寸通常从设计规范规定的标准离散尺寸中选取,建立了基于G*P方法的桁架结构截面选型离散优化设计模型.给出了可选择集中元素的顺序规则并提出了采用显式惩罚方式来保证优化结果具有较好的收敛性.通过与已有文献中经典算例(benchmark)对比,采用G*P方法能够获得相当或更好的目标函数值,计算效率相比基于启发式算法提高1-3个数量级,能够处理大规模的离散变量优化设计问题.

(b)基于G*P方法的钢框架结构截面选型离散优化设计.钢框架结构中影响结构力学性能的截面几何参数之间的关系很难用数学表达式描述；此外,截面尺寸的连续化也无法实现同时对任意类型截面的连续化.为了克服该困难,建立了基于G*P方法的钢框架截面选型离散优化模型.提出了基于刚度矩阵的Frobenius范数的可选集中元素排序规则,作为提高优化结果收敛性的一种策略.研究表明,采用G*P方法其计算效率相比遗传算法求解能提高1-2个数量级,并且能够获得相当或者更优的目标值.

(c)基于G*P方法的自动分组桁架截面选型离散优化设计.工程应用中通常需要对结构组件进行分组,以桁架结构为设计背景,建立了基于G*P方法和自动分组策略的离散-连续变量混合优化设计模型,并提出了两层级的优化求解策略.研究表明该提法能够获得较好的优化结果,能够应用于实际大规模的优化设计问题.

本论文工作得到国家重点基础研究(973)计划项目(2011CB610304),国家自然科学基金项目(10902019,90816025)的资助,在此表示感谢.

第二篇结构选型论文样文：抗冰海洋平台动力分析与结构选型研究

目前抗冰平台的设计仍处于静力设计阶段.但是近几年在渤海辽东湾多座平台的现场监测表明,渤海导管架平台存在比较剧烈的冰激振动现象,并直接威胁着平台的安全.本文基于渤海抗冰平台的现场监测数据以及冰荷载研究的最新成果,对渤海抗冰海洋平台在动冰力作用的结构特性、疲劳分析方法以及结构选型等内容进行了系统的分析和研究.

首先,本文对渤海现场原型试验和基于现场原型试验取得的冰荷载研究成果进行了归纳与总结.研究结果表明,圆柱桩腿平台存在冰致稳态振动,安装破冰锥体后,结构也会发生冰激共振现象.基于直接冰力与结构响应的同步测量数据已经建立了比较实用的冰力模型,这为开展抗冰结构的动力分析创造了条件.本文的研究内容是在消化了冰荷载研究成果的基础上开展的.

对开展现场监测的四座平台建立了有限元模型.基于实测的自由振动衰减曲线,利用对数缩减法确定了渤海抗冰导管架结构的综合阻尼比,为提高抗冰平台动力分析的精度提供了基础.同时分析了结构的模态特征,并利用实测数据进行了对比,验证了模型的合理性,

通过对四座平台的动力响应分析,阐述了渤海抗冰导管架平台的动力特性,指出渤海的抗冰导管架结构为静刚度比较大的柔性结构.在动力特性方面,无论是直立结构还是锥体结构,其基频都与冰荷载的频率接近或一致,抗冰平台呈现明显的动力放大柔性特征.在静力特性方面,渤海抗冰平台的静刚度较大,在极值静冰力作用下,结构的位移响应较小,结构具有较大的静力安全储备.这个特点对开展结构动力优化与结构振动控制有指导意义.

对渤海抗冰导管架平台的疲劳问题进行了比较全面的分析,并对冰振作用下管结点疲劳寿命的详细计算方法进行了研究.

基于实测冰力时程和冰激振动响应数据,论述了渤海抗冰导管架平台存在冰激疲劳失效问题.通过安全寿命分析,给出了冰激疲劳分析的流程,进一步完善了柔性抗冰导管架平台冰激疲劳寿命的分析方法,指出估计冰激疲劳寿命的关键问题是冰荷载与冰疲劳环境参数.同时根据多年的现场冰情监测与海冰数值模拟成果,建立了渤海JZ20-2海域的海冰疲劳环境模型,为进行详细冰激疲劳寿命估计提供了基础.利用谱分析方法,分别对新建的JZ20-2NW平台和现役的JZ20-2MSW平台进行了详细的冰激疲劳寿命估计.

另外,还分析了冰激甲板振动对工作人员和上部管线系统的影响,指出甲板加速度引起的上部管线和作业人员的疲劳也是平台设计需要考虑的问题,设计过程需要对平台的甲板加速度进行分析.利用谱分析方法计算了渤海四座典型抗冰导管架平台在不同冰况下最大振动加速度响应幅值,并利用实测冰激振动响应验证了计算结果的合理性,同时论述了数值结果在实际工程中的应用.

最后,论述了抗冰海洋平台的结构特点和类型,目前已经应用的抗冰海洋平台主要有人工岛和导管架平台两类,总结了这两类抗冰海洋平台的发展历史和结构特点,分析了四腿、三腿与单腿抗冰导管架结构的抗冰性能.结果表明,针对渤海冰区边际油田的开发,独腿导管架平台加抗冰锥体用作卫星平台是可行的,四腿导管架结构加抗冰锥体适合用作中心平台,并进一步论述了简易抗冰平台在渤海应用的可行性以及需要解决的关键问题.

第三篇结构选型论文范文模板：特大跨度铁路劲性骨架混凝土拱桥结构选型及关键力学问题研究

随着我国客运专线的高速发展,铁路桥梁的跨度也在不断增大,其中以在平原地区跨越长江的武汉天兴洲大桥(主跨504m斜拉桥)和南京大胜关桥(主跨336m下承式钢桁拱桥)最具代表性.但当线路跨越山区深谷时,受桥位处地形以及施工场地和运输条件等限制,钢斜拉桥及桁拱桥较难实施.混凝土拱桥以其刚度大、承载能力强、施工方便、受温度变化影响小及与地形协调等诸多优点,成为在山区修建大跨度铁路桥梁的首选.目前国内外已建成的跨度超过300m的混凝土拱桥仅有6座,且均为公路桥,在客运专线上还没有先例.如何在山区修建高标准铁路客运专线特大跨度混凝土拱桥,是目前面临的重要研究课题.本文以在建的沪昆客专北盘江特大桥(主跨445m上承式混凝土拱桥)为工程背景,在特大跨度铁路劲性骨架混凝土拱桥的结构选型、桥梁施工全过程的力学行为(结构静力、混凝土的长期收缩徐变及非线性稳定性)和车桥耦合振动方面开展了研究,具体内容如下：

(1)查阅国内外相关文献,调研了特大跨度混凝土拱桥的桥型结构现状,提出山区客运专线铁路修建特大跨度混凝土拱桥需研究的关键力学问题,并系统的总结了特大跨度铁路混凝土拱桥设计理论框架.

(2)论述了桥梁结构的概念设计理论,基于桥梁概念设计理论,从合理结构体系的选择、施工方法的选择和重要设计参数的优化及调整三个方面出发,研究了客运专线铁路特大跨度混凝土拱桥的结构选型.提出了经济合理结构型式、综合最优的施工方案和重要设计参数的选取原则.

(3)提出了特大跨度铁路混凝土拱桥劲性骨架施工全过程的结构静力关键问题.针对提出的关键问题,对背景工程的施工全过程劲性骨架应力变化规律、主拱外包混凝土的应力控制及调整和主拱预拱度设置等进行了详细分析.

(4)对特大跨度钢筋混凝土拱桥的长期收缩徐变行为进行了确定性分析.并基于MC90收缩徐变模型和LHS拉丁超立方抽样技术,研究了特大跨度混凝土拱桥收缩徐变行为的随机性,同时对背景工程主拱的长期收缩徐变下挠值进行了预测.

(5)研究了特大跨度劲性骨架混凝土拱桥主拱施工全过程的结构整体非线性稳定性(考虑了几何非线性、材料非线性及单根构件极限承载力的影响).分析得到背景工程主拱施工全过程结构非线性稳定安全系数,并对其施工全过程的整体稳定进行评价,确定了整体稳定性的最不利控制性工况.

(6)研究了主拱的构造宽度和高度对车桥耦合振动响应的影响,综合比较确定了背景工程经济合理的主拱截面构造尺寸.在此基础上,采用将残余徐变和温度变形作为初始桥面不平顺叠加到轨道不平顺中的方法,对温度及残余徐变变形对其高速列车走行性的影响进行了研究.

第四篇结构选型论文范例：跨座式单轨交通应急轨道梁选型及受力性能研究

摘 要 ：在跨座式单轨交通系统中,作为车辆导向和承载结构的PC轨道梁(预应力钢筋混凝土轨道梁),在运营过程中可能遭遇突发状况而损坏,导致单轨交通线路中断运营.因此,非常有必要开发出一套应急轨道梁系统,来实现对受损PC轨道梁的快速替换,从而降低单轨交通中断运营所带来的经济损失和社会影响.

单轨交通轨道梁既是承重结构又是车辆运行的导向轨,其导向功能是通过轨道梁自身的线形来实现的.在实际的单轨交通线路中,轨道梁的线形复杂多变,种类繁多,应急轨道梁不可能针对所有的PC轨道梁进行一对一设计.因此,应急轨道梁除了要具备足够的承载力及刚度外,如何实现对所有具有不同线形特征的PC轨道梁的快速替换,也是影响其选型的关键性因素.本文在对跨座式单轨交通PC轨道梁线形及受力特点进行分析的基础上,结合单轨交通轨道梁应急抢修工作的特点,对跨座式单轨交通应急轨道梁进行了选型研究.主要的研究内容和成果体现在以下几个方面：

(1)提出了单轨交通应急轨道梁的线形及力学控制指标

如何对具有不同线形特征的PC轨道梁进行替换以及是否具备足够的承载力和刚度是控制应急轨道梁选型的关键性因素.本文首先对影响PC轨道梁线形的各种因素进行分析,并在对既有单轨交通线路上PC轨道梁线形进行统计和分析的基础上,提出了应急轨道梁所应替换PC轨道梁的线形要素的类型及分布范围；其次,通过对国内外单轨交通相关设计规范的研究,结合应急轨道梁的特殊情况,分析了应急轨道梁的设计荷载类型,提出了应急轨道梁的刚度控制指标及限值,为跨座式单轨交通应急轨道梁的选型提供了重要依据.

(2)单轨交通应急轨道梁线形替换方法研究

在轨道梁所有的线形构成要素中,应急轨道梁如何实现对PC轨道梁平面线形及梁长的替换最为关键.本文提出了节段拼装应急轨道梁的线形替换理念,在此基础上,对应急轨道梁平面线形及梁长的替换方法进行了研究.主要完成了以下三个方面的工作：①参考单轨交通道岔梁的技术参数以及PC轨道梁的架设精度要求,确定了应急轨道梁平面曲线线形和梁长的替换精度目标；②针对轨道梁平面线形的特点,提出了3种不同的替换方案,建立了轨道梁在各种平面曲线线形下的数学模型,并编制了应急轨道梁平面线形替换误差计算程序.通过3种方案替换误差的比选,最终提出了采用具有4种不同圆曲线半径的应急轨道梁来实现对所有PC轨道梁平面线形进行替换的方案；③在对单轨线路上PC轨道梁梁长的分布范围及分布特点进行分析的基础上,依据应急轨道梁梁长的替换精度目标,提出了应急轨道梁梁长的实现方案,即选取具有不同长度的应急梁预制节段拼装出具有合适跨度的应急轨道梁,并基于轨道梁应急抢修工作快速性及经济性方面的考虑,对应急轨道梁节段长度的类型进行了合理的划分.

(3)进行了单轨交通应急轨道梁结构选型研究

基于应急轨道梁轮轨接触面线形调整以及应急轨道梁承载力及刚度等方面的考虑,对应急轨道梁结构方案进行了选型.通过对比各种结构方案的优缺点,最终提出了应急轨道梁采用预应力节段拼装钢箱.混凝土组合梁的结构型式,并结合轨道梁应急抢修工作的特点,对组合式应急轨道梁的构造细节进行了研究,主要包括以下几个方面：①基于薄板的弹性屈曲基本理论,并结合组合梁腹板的受力特点及相关试验研究,对组合式应急轨道梁钢箱梁腹板加劲肋的合理布置形式进行了研究；②基于组合梁的抗扭分析理论,结合相关的扭转试验,分析了组合式应急轨道梁普通钢筋配置的计算方法；③对组合式应急轨道梁预应力筋的布置形式、预应力筋的张拉顺序以及张拉控制值进行了分析和讨论.

(4)组合式应急轨道梁数值模型的建立及优化设计

通过大型有限元程序Abaqus建立了预应力节段拼装钢箱.混凝土组合式应急轨道梁的数值分析模型.在此基础上,建立了5个系列共17榀具有不同结构设计参数的组合式应急轨道梁有限元模型.研究了普通钢筋配筋率、混凝土的轴心抗压强度、钢材强度以及钢箱梁板件厚度等结构设计参数对组合式应急轨道梁受弯性能的影响.根据受弯性能影响参数的分析结果,对组合式应急轨道梁的结构设计参数进行了优化.

(5)应急轨道梁承载力评估及正常使用性能的分析与评价

基于预应力钢.混凝土组合箱梁的相关计算理论,结合预应力节段拼装钢箱.混凝土组合式应急轨道梁具体的结构特征,通过理论分析加有限元计算的方法对组合式应急轨道梁的抗弯及抗剪承载力进行了分析和研究；利用所建立的有限元数值模型,对车辆荷载作用下组合式应急轨道梁的变形进行了分析.研究结果表明,组合式应急轨道梁的承载能力及刚度完全能够满足正常使用的要求.

第五篇结构选型论文范文格式：大跨度钢结构选型、设计分析及关键节点试验研究

随着我国机场航站楼、高铁站房、体育场馆和会展中心等大型公共建筑的大量兴建,对大跨度空间钢结构的设计与建造技术提出了更高要求,特别是在结构选型和关键节点方面.然而,目前基于结构性能的大跨度钢结构选型研究、复杂关键节点研究相对较少,我国相关设计规范标准尚不能完全满足工程设计需要,存在设计理论和方法不完善、试验数据不充分等问题,导致大跨钢结构设计存在不合理、造价偏高等问题.因此,对大跨度钢结构选型分析,以及其关键节点的试验研究具有重要的理论意义和工程应用价值.本文对国内外大跨度钢结构研究现状进行了分析总结,以三个工程实例为背景,基于满足结构性能的思想,采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法对大跨度钢结构的选型、设计分析以及其关键节点等进行了深入研究.主要研究工作和成果如下：(1)大跨度大空间钢结构选型和分析研究.基于某试验中心大跨度大空间钢结构工程,本文提出了三种结构体系选型,并分别对其结构性能和经济指标进行了比较,优选出新型平面桁架拱斜交组成的双层网壳结构体系.进而采用基于结构性能的设计方法,考虑了风、温度和地震作用的影响,对选定的结构方案进行分析研究,结果表明平面桁架拱斜交组成的双层网壳结构性能优良,经济适用,其纵横向刚度分配较均匀,空间作用较明显,整体稳定性好,并具有良好的抗连续性倒塌能力.(2)大跨度钢管桁架结构选型分析研究.本文在对国内外既有的航站楼结构体系进行分析的基础上,结合合肥新桥国际机场航站楼建筑特点,首次提出了立体钢管桁架—箱型截面曲梁与箱型柱组成的新型钢框架结构,并与其他两种传统的框架结构进行基于结构性能和经济性的对比,分析表明新型结构性能更好,更加经济适用.随后建立了完整结构模型并进行抗震性能化分析,同时考虑行波效应,进行了多点输入响应分析,此外还考虑了索网点支式玻璃幕墙对结构主体选型的影响.结果表明新型框架结构具有良好的抗震、抗风性能,具有良好的延性,满足规范各项要求.(3)大跨度钢结构转换节点选型和试验研究.基于合肥新桥国际机场航站楼大跨度钢结构工程,本文对连接立体桁架梁与箱型截面柱的转换节点提出了三种设计方案,并分别对其承载性能和经济指标进行了比较,优选出一种构造简单、刚度较连续、施工安装较方便的转换节点.然后对该节点不断进行有限元重分析和构造调整,给出了满足承载性能和便于施工的转换节点设计.同时对该转换节点的承载力进行了试验研究,将其有限元分析结果与试验测试结果进行了对比分析,表明转换节点具有良好的延性,满足节点强度和变形指标的要求,并有足够的安全储备.转换节点在合肥新桥国际机场航站楼工程中得到了首次应用.(4)大跨度重载下销轴节点承载性能的试验研究和数值模拟.山东邹城国际会展中心大跨度钢结构在楼面重荷载条件下,首次应用了销轴节点连接.文中以此大型结构中钢柱与钢桁架连接的销轴节点为例,选择四组1：2缩尺模型试件,设计了试验装置和加载系统,进行了承载性能的破坏试验,得到了销轴节点的承载力及其破坏形态.并采用有限元法模拟了节点加载试验过程,有限元计算结果与试验结果吻合,从而掌握了销轴节点的承载性能.研究结果表明,选用的销轴节点相对于设计荷载工况具有相当大的安全系数和强度储备,满足了承载力及正常使用要求.通过对大跨度钢结构的结构选型分析研究,掌握了基于结构性能的大跨度钢结构选型方法；通过转换节点和销轴节点等关键节点的承载性能研究,获得了这些节点结构正常的工作性能、强度裕度以及设计方法.本文关于结构选型的分析研究方法以及转换节点、销轴节点研究和力学分析方法可供类似工程参考,其研究结果可为相关规范提供技术数据.

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