变截面高层筒体结构的有限元线法整体稳定和二阶分析

本文用有限元线法对变截面的高层筒体结构进行空间整体稳定和二阶分析。先把实际框筒结构分段连续化为正交各向异性折板结构，用有限元线法，通过有限元半离散化，取结线上位移为基本未知函数，由势能驻值原理建立稳定和二阶分析的常微分方程组，由常微分方程求解器直接求解。     

变截面高层筒体结构的有限元线法整体稳定和二阶分析

本文用有限元线法对变截面的高层简体结构进行空间整体稳定和二阶分析。先把实际框筒结构分段连续化为正交各向异性折板结构；用有限元线法，通过有限条元半离散化，取结线上位移为基本未知函数，由势能驻值原理建立稳定和二阶分析的常微分方程组；由常微分方程求解器直接求解。     

开孔圆柱薄壳结构有限元分析

应用有限元位移法和混合法,对实际工程问题中的圆柱壳开孔结构进行了计算,并对开孔的力学特性作了较详细的分析。有限元计算与模型试验及近似计算结果比较一致,为工程设计提供了可靠的数据。     

结构非线性振动及其控制系统的等效力学模型研究

研究了结构非线性振动及其控制系统的等效力学模型建立问题,对结构进行等效线性化处理;对状态变量的观测,仅测量结构的前几个位移。将随机激励和观测噪声等维化处理后,导出了结构非线性振动及其控制系统的等效力学模型。通过等效力学模型的应用研究,得出了多高层结构在风与地震作用下的多维与一维等效力学模型、等效振型力学模型及其线性力学模型,给出了等效力学模型在多高层结构自适应抗风抗震控制中的应用。     

基于损伤力学方法的铆接结构疲劳寿命预估

将损伤力学-有限元方法应用于飞机结构疲劳寿命预估中,对机翼蒙皮压窝形式的铆接结构进行了寿命计算和分析,得到了结构的疲劳寿命和疲劳损伤演化过程,并对铆接试验件进行了疲劳试验,将损伤力学方法的预测结果与试验结果进行了比较。分析结果反映出结构疲劳损伤累积初期较为缓慢、后期速率急剧上升的过程,符合损伤演化规律。在180MPa载荷水平下,计算寿命与试验平均寿命的相对误差为11.3%,满足工程精度要求。从而验证了损伤力学方法应用于实际工程结构寿命预测的可行性和可靠性。     

神经算法在施工力学中的应用

利用神经算法进行矩阵运算的基本原理探讨了在施工力学中应用神经算法的可行性。引入虚、实单元的概念,在整个施工力学分析过程中保持有限元网格不变,通过物理参数的变化反映求解区域的变化,可以提高施工力学中多次重分析的计算效率。     

大型沉井结构施工力学模型的研究

大型沉井结构是当今应用较广的基础工程，由于沉井结构的规模大，工区土层复杂，存在有许多不确定性因素。使得施工过程的力学模型比较难确定。迄今尚缺乏可供借鉴的理论研究。由于施工的关键是保证沉井的均匀下沉，控制终沉和防止突沉，为此，建立合适的施工力学模型以预测下沉量和开挖量之间的关系就十分必要，考虑到混凝土沉井在土体中下沉时，其本身的变形很小，可以忽略其影响，本文从多自由度刚体运动的角度，建立沉井下沉过程的动态力学模型。为验证所建模型的正确性，本文对一实际工程进行了数值仿真计算。并将计算结果与实测结果进行了对比。结果表明，所建立的力学模型能较好地反映沉井下沉的工程实际，因而可以应用该模型对沉井下沉进行预测分析。从而有助于指导沉井的实际施工。     

框架剪力墙结构的定向爆破倒塌过程

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,分别采用整体式模型和共用节点分离式模型对某高层框架剪力墙结构的定向爆破拆除进行数值模拟.通过与实际工程的对比发现,分离式模型模拟的效果更贴近实际,模拟结果更准确;此外,待拆除结构的爆破切口适当上移,可以减少结构的倒塌范围;最后,分析了钢筋和混凝土单元的应力时程曲线,指出共用结点...     

考虑施工因素的高层建筑结构性态

本文对高层建筑施工过程中构件自重和风荷载共同作用下结构的力学性态作了分析,并用多重子结构拼装方法模拟高层建筑施工过程对实际工程结构做了计算。数值分析结果表明,施工因素引起结构内力分布的改变不应忽视。     

崇文门站施工允许地表沉降及三维有限元模拟分析

建设中的北京地铁五号线崇文门站下穿既有地铁一号线区间隧道,为保证既有地下铁道正常运营和地下结构的安全,需严格控制新建车站施工引起的地层位移。结合新建车站暗挖施工及既有线地铁的实际情况,分析和计算穿越既有隧道施工地表允许沉降值。为了控制地表沉降,确保施工安全,拟采用小刚度管棚或大刚度顶管作超前预支护,用3D-S igm a三维有限元软件进行施工效应的计算模拟,掌握大管棚和顶管预支护洞室的力学效应,预测车站施工引起既有隧道的沉降量。最后分析比较两种预支护的支护效果,为选择合理的预支护方案提供参考。     

我国高层建筑设计计算的回顾及存在的问题

本文综述了近４０年来国内高层建筑结构设计计算的进展．回顾了以手算为基础的各种算法；以杆件为单元的矩阵位移法；以解析、半解析方法为基础的常微分方程求解器方法；多种单元组合的有限元方法；结构的动力特性及动力时程分析；高层建筑ＣＡＤ研究；高层建筑结构力学分析中急待解决的专门问题等．此外对高层建筑力学分析近期进一步研究的课题作了展望．     

Closed-form super element method for tall buildings of irregular geometry

Acquiring insight in the structural behaviour of tall buildings of irregular geometry is challenging. The contribution of the shaft torsional rigidity and the in-plane floor stiffness are difficult to model. At discrete changes in geometry, disturbances occur in the force flow, whose magnitude and influence field are difficult to estimate and whose influence may not be disregarded. FEM programs provide a quick result for a particular building, but cannot answer the general question how the building response is governed by decisive structural parameters. In this paper, this want is supplied by developing a closed-form super element method for two frequently occurring building types. The building is divided in a very small number of super elements. Only at the heights where changes in properties of the building occur, a node between super elements is introduced. For each super element the stiffness matrix and load vector is derived on basis of a set of simultaneous differential, resulting in closed-form solutions. The foundation stiffness is accounted for. The primary aim of the presented super element method is to increase understanding of the structural behaviour of irregular tall buildings.     

高层建筑物爆破拆除塌落震动的数学模型

结合工程实践 ,对高层建筑物的解体形式、撞击地面的能量和震动在介质中的传播规律等进行分析 ,把建筑物的结构特征和爆破参数联系起来 ,建立了特定条件下高层建筑物塌落震动质点振动速度的数学模型 ,该模型揭示的基本规律与工程实际吻合较好。     

受控结构风振响应分析的广义虚拟激励法

基于复模态分析和虚拟激励法．提出了用于具有密集频率和非经典阻尼受控结构风振响应分析的广义虚拟激励法。该法可以考虑任意风谱和空间相关性以及模态耦合效应,且计算效率很高。不同于SRSS法．该算法包含了全部参振模态之间和全部激励点之间的相关性．在理论上是精确解。     

高层建筑TMD风振控制优化设计

本文探讨了高层建筑TMD风振控制优化设计方法,研究了高层建筑TMD风振控制最优参数取值问题,给出了高层建筑TMD风振控制设计步骤,最后给出了算例说明及其应用。     

高层双塔楼绕流风场效应的数值预测

在一高层双塔楼静力风载风洞试验的基础上,采用时均数值模拟的方法,对其绕流风场进行了模拟,获得了风场的绕流特点和塔楼表面风压的分布规律．通过风压的模拟计算值与试验值的比较,表明以数值方法预测气动干扰强烈的绕流风场是准确和可行的．     

梁柱不同混凝土强度的高层框架节点试验和有限元分析

高层框架结构设计时，梁板与柱常常会采用不同的混凝土强度等级，柱的混凝土强度等级往往高于梁板。对于梁柱的节点，一般多采用与柱相同的强度等级，这给施工带来很大麻烦，如果采用与梁板相同强度等级混凝土时。虽然方便了施工，但降低了节点的抗震性能。本文的研究是通过对此类节点采取加强措施，以弥补混凝土强度等级降低的不利影响。通过节点模型试验，研究其受力性能及破坏机理，验证加强措施的有效性。并在试验研究的基础上，用有限元方法对受力复杂的节点进行分析，结果表明节点区混凝土存在应力集中和应力扩散现象以及存在混凝土侧向受拉的现象．证实了梁加腋和增设X型钢筋后节点受力性能得到了改善和加强。这些研究成果对目前高层建筑梁柱节点采用不同混凝土强度等级的设计、施工提供了有益的参考。     

Wind pressures on tapered and set-back tall buildings

Recent tall buildings tend to have irregular and unconventional shapes as a prevailing but unavoidable trend, which is very effective for suppressing across-wind responses. Suppression of across-wind responses is a major factor in safety and habitability design of tall buildings, and the so-called aerodynamic modification method is comprehensively used. While the effectiveness of aerodynamic modification in reducing wind loads has been widely reported, there have been few detailed investigations of pressure fluctuations. The purpose of the present work is to investigate the spatio-temporal characteristics of pressure fluctuations applied to height-modified tall buildings comprehensively, including differences of vortex formation and shedding mechanism based on the previously reported mechanism of a conventional square tall building. The results show that taper and set-back affect on the bandwidth of power spectra and position of peak frequencies. And through taper and set-back, the height at which the vortex begins to form moves up, and due to the small building dimension, the vortex component formed at that height sheds from the building more frequently before an inverted conical vortex is formed over the whole height.     

Interference effects of two and three super-tall buildings under wind action

Most previous investigations on interference effects of tall buildings under wind actions focused on the wind induced interference effects between two buildings,and the interference effects of three or more buildings have seldom been studied so far due to the huge workload involved in experiments and data processing.In this paper,mean and dynamic force/response interference effects and peak wind pressure interference effects of two and three tall buildings,especially the three-building configuration,are investigated through a series of wind tunnel tests on typical tall building models using high frequency force balance technique and wind pressure measurements.Furthermore,the present paper focuses on the effects of parameters,including breadth ratio and height ratio of the buildings and terrain category,on the interference factors and derives relevant regression results for the interference factors.     

含无限刚性体结构的动力学特征与工程应用

除显含无限刚性段的振动体系外，结合动力问题有限单元法中的一致质量矩阵提出了隐性无限刚性的概念，以及由此引起的振动惯性耦合问题．结合地震作用下高层建筑与桩-土相互作用时的动力响应，提出了对于实际工程问题利用分支模态二步分析法建立计算模型时应注意的问题．