高层建筑结构中的若干力学问题

高层建筑层数多,高度大,体型复杂,是三维空间结构。在竖直方向由许多抗侧力结构(如框架、剪力墙、筒体等)组成,在水平方向上则有许多楼板连结,有时还有刚性水平大梁、刚性桁架加劲。它除了承受静力荷载外,还受到风和地震等动力作用。在地震作用下,结构进入弹塑性大变形状态。由于结构组成和荷载作用的复杂性,因而高层建筑结构的力学分析成为结构力学中一个计算复杂、难度较大的问题。     

联肢墙的内力与位移计算

本文采用将连梁连续化为弹性薄片,建立微分方程的方法计算联肢墙的内力与位移,概念比较清楚,方法比较简便,并考虑了墙肢轴向变形与剪切变形的影响,因而在高层建筑剪力墙结构设计中得到了应用.     

高层建筑结构考虑楼板变形的直接动力分析

目前高层建筑结构动力分析多采用单列多质点体系而不考虑楼板变形影响。在平面复杂的情况下,需要了解在地震过程中楼板的变形和内力以采取加强措施。本文将楼板作为剪切弯曲梁,在整体刚度矩阵中叠加了楼板的刚度矩阵而组成动力方程,用Newmark-β法求解。在微型计算机上实现了这种多列并串连质点体系的直接动力分析程序DYNA3,对广州市风车形双连体住宅的分析表明:地震过程中楼板的变形和内力在允许范围之内,证明了这种住宅的可行性和分析方法的适用性。     

高层建筑结构分层模型弹塑性动力分析

1.概述输入地震波对高层建筑结构进行弹塑性动力分析能反映出地震过程中结构的动力特性.多质点体系(图1)在动力荷载作用下的振动方程为:[M]{(?)}+[C]{(?)}+[K]{(?)}=-[M]{(?)} (1)式中{x}、{(?)}、{(?)}——质点的位移、速度、加速度向量;[M]、[C]、[K]——质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵;{(?)}——地面加速度向量.方程(1)是二阶微分方程组,按已知的地震加速度记录(?)(t)对时间t 求解这方程组,便可求得地震过程中各质点在每一时刻的位移、速度和加速度,从而计算结构的内力.     

结构分析的有限条法

对于具有复杂边界和材料特性的连续体,采用有限单元法进行应力分析已得到广泛的应用.为解析法向离散法的发展,提供了一个强有力的工具;但由于,将连续体剖分为极多的离散的单元,相应要耗费大量人力与时间来进行输入数据的准备和输出数据的整理,而实际上往往只有少量数据是直接需要的;并且,由于未知数是非常之多,计算机的容量就往往无法实现,或者因计算时间太长以致不经济;而传统的解析方法则无需