张月明[1]2013年在《高层建筑筒体结构约束扭转的分析》文中进行了进一步梳理改革开放30多年来,随着我国经济的快速发展,一幢幢高层建筑如雨后春笋般建立起来。本文以高层建筑筒体结构约束扭转问题为研究对象,采用FEM有限元解作为分析标准,对目前建筑工程常采用的计算方法进行了详细的分析和比较。结果表明,本文提出的理论解决方法的精度良好,具有很好的适用性。
蔡毓娟[2]2016年在《高层建筑筒体结构约束扭转的分析》文中研究表明本文主要将高层建筑筒体结构约束扭转作为作为主要研究的问题,在文中通过FEM有限元解作为研究与分析的参考标准,对现阶段建筑工程中常常涉及到的计算方法进行了全面地比较与分析。
吕清天[3]2000年在《高层建筑筒体结构约束扭转的分析》文中认为在本论文中，针对高层建筑筒体结构约束扭转的问题，利用FEM~[1]六号折板壳有限元解作为标准，对现在工程界常用的算法进行了系统的分析与比较，对其中某些算法精度较差，应力集中的理论求法等问题，进行了以下几方面的研究： （1）对于开口实腹筒的计算，工程上常用的计算方法就是符拉索夫（B．3．Bπa cO B）的开口薄壁杆件理论，本论文对符拉索夫的开口薄壁杆件理论进行了分析与比较。最后得出的结论是：用符拉索夫的开口薄壁杆理论计算开口实腹筒具有足够的精度。 （2）对带连梁的实腹筒的计算，工程上常用的方法是连续化方法。如连梁很少，可否不与考虑，就按开口实腹筒计算，本论文用有限元解进行了分析，结果显示，对带连梁的实腹筒，即使连梁很少也不应该忽略。考虑连梁两侧边墙的影响，本论文用有限元解进行了分析，结果显示，连梁两侧边墙的影响很大，不应该忽略。经分析工程上常用的连续化方法，计算最大翘曲正应力及最大扭转角精度都很差，本论文首次对连续化方法计算最大翘曲正应力及最大扭转角进行了事后修正，提出了两个修正公式。通过大量典型算例验算表明，该修正公式具有很好的修正效果，并具有广泛的适用范围。 （3）对连梁附近的应力集中，本论文首次提出一个理论上的解决办法，经过大量的验算表明，该方法具有很好的精度和适用性。
梁小龙[4]2012年在《筒体结构弯扭耦合分析》文中指出简体结构以其优良的抗侧力性能和空间刚度,被广泛地应用于高层建筑中。简体结构在水平荷载作用下产生的剪力滞后效应降低了结构的空间作用,对其的研究一直是关于筒体结构的重要课题之一。另外,框筒结构中楼板对结构的作用,核芯筒中连梁的作用以及简体结构的弯扭耦合问题也备受学者关注。本文的主要研究内容如下：(1)本文基于连续化原理,将框筒结构等效为由正交各向异性板和角柱围成的薄壁实腹简,采用了简体结构力学分析的等效连续化模型。(2)考虑框筒结构的剪力滞后效应时,将翼缘框架的轴向位移假定为沿板宽呈二次抛物线分布,采用非连续化方法考虑楼板的作用。导出了考虑剪力滞后效应和楼板作用时框筒结构弯扭分析的哈密顿对偶求解体系；将核芯筒的连梁视为外部支撑,考虑外框筒的剪力滞后效应,建立了筒中筒结构弯扭耦合分析的哈密顿对偶求解体系。(3)对上述求解体系应用精细积分法进行求解,求解过程通过MATLAB语言编制的程序实现。分析了框简结构弯曲时的翘曲应力,剪力滞后效应明显,通过与其他方法对比,结果吻合较好,表明了本方法的正确性；对比分析了楼板对结构纵向翘曲的影响。(4)分析了核芯筒的连梁的抗扭作用,结果表明连梁的抗扭作用明显,不可忽视。通过算例分析了简中筒结构的弯扭耦合问题,结果表明本文建立的求解体系是有效的。本文提出了一种分析筒体结构的新方法,所编制的程序既适用于对称截面又适用于非对称截面,并且具有多种荷载加载形式供选择,能够计算常见形式的简体结构。应用本课题的研究成果对工程设计具有一定的指导意义。
王妨[5]2010年在《考虑地基变形的筒体结构弯扭耦合分析》文中认为框筒和筒中筒结构具有良好的抗侧力性能,是目前常采用的高层建筑结构形式。筒体结构中存在剪力滞后现象,降低了结构的整体刚度。地基-基础-上部结构的相互作用十分复杂,常把各部分分别计算,只考虑它们之间的力的平衡。为了安全起见,经常会加大基础尺寸,经济性不好。因此对筒体结构的深入研究具有重要意义。本采用连续化假定,把框筒等效为闭口薄壁实腹筒,应用薄壁力学理论进行求解。采用半无限大弹性地基模型,考虑地基基础对上部结构水平、竖直和扭转的影响作用。引入了三次样条函数模拟筒体的剪力滞后现象,导出考虑剪力滞后的筒体弯扭耦合分析的哈密顿对偶求解体系。对筒中筒结构进行了分析。把外框筒等效为实腹筒,内筒为开洞的薄壁筒。应用三次样条函数模拟的外框筒的剪力滞后效应,引入广义扇形坐标考虑了开洞对内筒的影响。并假设地基为半无限大弹性地基。推导了筒中筒结构弯扭耦合分析的哈密顿对偶求解体系。本文推导了框筒结构动力特性分析的方程。应用二分法和精细积分法计算了结构的周期、频率及振型。本文采用两端边值问题的精细积分法进行求解。应用MATLAB语言编制了分析筒体结构的一般程序。求解了筒体结构在各种荷载下的内力和位移。并计算了竖向力作用下二阶效应对侧移及力的影响。本文的计算结构和理论分析吻合较好,过程简单,计算收敛快。计算结果有一定的工程参考价值。
徐荣[6]2006年在《钢筋混凝土超高层框—筒结构体系的优化》文中认为在高层和超高层建筑的结构设计中，优化设计是一个重要的课题，优化设计就是把最优数学原理应用到工程设计之中，在众多的设计方案中寻到尽可能完善的或则最适宜的一种现代设计方法。高层建筑投资大、建设周期长，对其进行优化设计以期获得最优方案并节约投资，一直是结构设计人员所努力的方向。本文以高度达178.2米的超高层建筑项目—中国杭州亚洲包装中心总部大楼为实际工程背景，对采用钢筋混凝土框架—核心筒结构形式东塔楼的结构设计进行优化，并通过静力分析对不同的结构布置方案的受力和经济性进行比较，得出一个相对比较合理的结构布置形式；在不改变该方案核心筒布置方式(核心筒平面尺寸、布置方式)的前提下，改变外框架与核心筒之间的平面尺寸，系统地分析了随着外框架与核心筒之间的距离的变化，对核心筒在建筑平面尺寸中所占不同比例的多种结构方案分别进行计算，对结构静力计算结果进行了分析讨论，研究了外框柱与核心筒的距离对结构力学性能的影响；根据实际工程的要求，固定建筑平面尺寸，而改变核心筒的平面尺寸，对结构静力计算结果进行进一步的计算分析，并总结出一些有益的规律。对结构布置方案的优化结果显示，这类超高层建筑结构中，结构的传力形式宜直接，核心区的剪力墙布置宜简单明了，这样可以很好的控制结构的扭转效应，并降低结构的自重，节约了混凝土用量，起到了较好的经济效应。通过对不同的结构方案进行比较分析，认为在结构布置平面内，核心筒的尺寸与建筑平面的尺寸比值的大小对结构的静力分析结果有比较明显的影响。认为核心筒的尺寸占建筑平面的尺寸的比控制在0.45左右时的结构方案比较经济。由于超高层建筑的结构体系大都是框-筒结构或筒中筒结构，因此最好由建筑师和结构师共同协商拟定几套结合工程实际而又可行的初步方案，然后进行比较选择最优方案。
孟焕陵[7]2006年在《高层建筑结构的体系判别、合理刚度及扭转计算研究》文中研究说明随着经济技术的发展,高层建筑的发展速度日益迅猛,建筑高度不断增加,建筑功能愈加复杂,结构体系更加多样化。各种结构体系都有其典型的受力特征及相应的计算方法,具体设计中关心的问题也各有侧重,有必要定量分析结构体系界限判别参数的临界值。实际工程中,我们往往希望在既有的材料用量基础上获得最大的结构刚度,最好的受力性能,这就涉及到结构合理刚度与构件合理布置问题。同时当高层建筑结构平面布置或剪力墙的设置较复杂且不对称时,结构不仅有平移,还会有绕刚度中心的扭转,震害分析表明,扭转是一个很重要的致坏因素。论文在高层建筑结构体系判别、合理刚度及扭转计算等几个关键问题上进行了以下具体研究:1.首次定量提出了框筒结构与框架的判别准则。通过令框筒和框架两种结构体系的顶点侧移相等的方法来寻求结构判别的临界跨高比,当结构跨高比超过该临界值时,按框架结构计算较为合理;否则,可认为结构属于框筒结构。2.巨型框架结构为明显的两级受力体系,主、次框架抗侧刚度比影响巨型框架结构受力性能的主要指标。选取相邻两主框架梁间部分框架为分析单元,根据位移分量法计算其抗侧刚度,通过从探讨巨型框架中主、次框架柱线刚度比α的合理范围入手,提出了巨型框架与普通框架地判别准则。该方法直接以巨型框架为研究对象,能反映出分析单元内次框架层数n、跨数m、次框架梁柱线刚度比i次、主次框架梁柱线刚度比i主的影响,且简单适用,可做成图表。3.在保证梁柱材料总量相等的情况下,运用优化原理寻求框架结构等效抗侧刚度的最大值,此时框架结构梁柱线刚度比即为合理,进而可确定梁柱的合理截面高度。有别于以往梁柱单独进行截面估算,该方法首次综合考虑框架梁柱线刚度对抗侧刚度的影响,来进行构件的截面估算。4.根据模型试验数据确定各变形阶段框架的实际抗侧刚度,采用框架抗推刚度退化系数对框架各楼层抗推刚度进行修正,再引入周期、剪力与侧移修正系数对弹性阶段的结构受力性能予以修正,提出一种考虑刚度退化时框架结构的计算方法,并给出具体计算步骤。该法概念清晰,简单适用,能为现行规范的补充与完善提供参考。按此法计算优化前后的框架结构侧移同样表明,采用合理梁柱线刚度比可获得最大的抗侧刚度。5.以结构协同工作的连续化分析及我国现行抗震设计规范反应谱理论为出发点建立优化模型,即以结构地震作用为目标函数,最大层间位移角为约束条件,在满足层间位移角限值的条件下,结构地震作用最小时的剪力墙数量即为合理。
曹庆禺[8]2007年在《高层结构分散筒体体系初步研究》文中研究指明分散筒结构体系是根据大量工程实践,针对高层建筑功能要求与常用的高层结构体系之间的矛盾而提出的一种新型结构体系,该体系由一系列的小尺寸筒体作为主要的抗侧力构件,由梁板体系将分散在整个结构中的小尺寸筒联系成为整体。本文首先对分散筒体结构的抗侧力构件——小尺寸筒体进行刚度简化计算方法研究,其次设定数值算例,对结构整体性能进行较为系统、全面的研究。首先,采用材料力学和有限元分析方法计算筒体的刚度并进行了比较,结果表明筒体的压、弯、剪采用材料力学计算满足工程精度的要求。对于抗扭刚度,则通过大量的计算并采用神经网络得到经验公式,为分散筒体的初步设计提供简化算法,提高工作效率。其次,为了研究分散筒体在荷载作用下的受力情况,并判定采用分散筒体体系建造高层建筑的可行性,设定数值算例,研究结构在重力荷载、水平风荷载作用下的力学指标和变形特点,对结构进行模态分析以研究结构的动力特性,用振型分解反映谱法研究结构的抗震性能,归纳出分散筒体结构的优点,供设计参考。最后,对本文的研究工作进行了总结,给出研究中的一些结论,并指出进一步研究工作中亟待解决的问题。
李建平[9]2010年在《框架—混合筒体结构动力特性研究》文中进行了进一步梳理钢-混凝土混合结构可以充分发挥钢结构和钢筋混凝土结构二者各自的特长,具备成本低、经济性能好、施工速度快等特点,已逐渐成为我国高层特别是超高层建筑的主要结构形式之一。带钢-混凝土组合连梁的框架-混合筒体结构是一种新型结构。对带钢-混凝土组合连梁的框架-混合筒体结构动力特性进行深入研究,了解结构本身所固有的属性,不仅可为这类结构的设计、相关规程的制定提供依据、并可为进一步推广使用打下基础。论文的研究内容主要包括如下四个方面：1.在该课题已取得的研究成果(组合节点、混合双肢剪力墙)基础上,提出了缩尺为1/5的10层框架-混合筒体整体模型结构的试验方案,利用脉动法测试得到结构相应各测点的加速度脉动时程反应。2.利用专业软件DASP分析试验结果,得到模型结构在有、无配重两种情况下的自振频率(周期)、振型和阻尼比,根据动力相似原则,利用配重后模型结构的动力特性推导出原型结构的动力特性,为新型结构体系提供了现场测试的资料。3.在模型试验的基础上,依据结构动力分析的基本理论,借助大型有限元软件ANSYS,建立原型结构在不同活荷载折减系数下的三维空间有限元分析模型,对结构进行模态分析,提取原型结构的动力特性,将计算结果与试验结果进行比较,确定框架-混合筒体结构在计算地震作用时重力荷载代表值中的活荷载折减系数建议值,分析误差产生的原因,并验证了计算模型和计算方法的正确性和可靠性。4.以本文建立的计算模型为基础,仍利用有限元程序ANSYS分析,改变程序参数讨论四种不同影响因素,即活荷载折减系数、连梁型式、混凝土强度等级、筒体刚度对框架-混合筒体结构的动力特性的影响。
周娟[10]2008年在《筒体结构弯扭分析的精细积分法》文中指出鉴于筒体结构所具有的良好的抗侧力性能,使其在高层建筑中得到了广泛的应用,所以深入研究筒体在侧向力作用下的力学性能有着较高的实用意义。具体研究内容如下:(1)本文根据连续化原理,把框筒等效连续化为由正交各向异性板和角柱围成的等效实腹薄壁筒,建立了筒体的等效连续化力学模型。(2)基于初等梁理论和薄壁杆件约束扭转理论,导出了筒体结构弯扭分析的哈密顿对偶求解体系;对初等梁理论进行修正,假定翼板和腹板框架的翘曲(轴向)位移分别沿板宽方向为二次和三次曲线分布,导出了考虑剪力滞后效应的筒体结构弯曲问题的对偶求解体系;摒弃了初等梁理论和乌曼斯基理论对翘曲位移的假定,导出了基于插值函数的对偶求解体系。(3)对上述求解体系应用精细积分法求解,此求解过程可通过在MATLAB语言平台下编制的程序来实现,分析了筒体结构在弯扭作用下的侧移和翘曲应力,计算了一定算例并通过与其它方法对比,结果吻合较好,表明了本文方法的合理性与可行性;通过以上三种求解体系的结果对比,表明了筒体结构具有不容忽视的剪力滞后效应,进一步分析了筒体的剪力滞后效应及其影响因素,包括荷载形式、筒体的截面是否沿高度变化、高宽比及开洞率对剪力滞后效应的影响。(4)本文首次提出了插值精细积分法,将精细积分法的应用范围扩展到二维问题中,拓宽了其应用范围并在解决相关类似问题上提供了一种新的思路和途径。本文提供了一种新的分析筒体结构的理论方法,所编制程序无论对于对称截面还是非对称截面,沿高度等截面还是变截面筒体都适用,能解决在常见的多种水平荷载和扭矩同时作用下筒体的位移和内力计算。应用本课题的研究成果对工程设计具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]. 高层建筑筒体结构约束扭转的分析[J]. 张月明. 才智. 2013
[2]. 高层建筑筒体结构约束扭转的分析[J]. 蔡毓娟. 住宅与房地产. 2016
[3]. 高层建筑筒体结构约束扭转的分析[D]. 吕清天. 中国农业大学. 2000
[4]. 筒体结构弯扭耦合分析[D]. 梁小龙. 河北工程大学. 2012
[5]. 考虑地基变形的筒体结构弯扭耦合分析[D]. 王妨. 河北工程大学. 2010
[6]. 钢筋混凝土超高层框—筒结构体系的优化[D]. 徐荣. 华中科技大学. 2006
[7]. 高层建筑结构的体系判别、合理刚度及扭转计算研究[D]. 孟焕陵. 湖南大学. 2006
[8]. 高层结构分散筒体体系初步研究[D]. 曹庆禺. 中国海洋大学. 2007
[9]. 框架—混合筒体结构动力特性研究[D]. 李建平. 中南大学. 2010
[10]. 筒体结构弯扭分析的精细积分法[D]. 周娟. 河北工程大学. 2008
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