高层与超高层框架——芯筒结构中刚性加强层的布置对侧移控制作用的研究

采用文献［１］构造的有旋转自由度的平台单元，建立起有刚性加强层的框架—芯筒结构计算模型，对刚性加强层在高层建筑结构控制侧移方面的作用进行较精确的数值分析，计算结果可供高层建筑结构设计工作者参考     

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。     

高层建筑风振时地基土材料阻尼比取值范围的初探

高层建筑风振响应分析中考虑土与结构相互作用后地基土的材料阻尼比幅值是多少,这是考虑土与结构相互作用对高层建筑结构风振响应有利还是不利的关键问题.通过对无桩基桩架-剪力墙结构的顺风向风振响应分析,发现考虑土-结构相互作用时结构基础底面土体的动剪应变幅值处于弹性应变范围,根据土动力学中土的动剪应变与土的阻尼比的关系,土体的材料阻尼比较小,其值不超过0.03,据此计算出相应的结构最大层间位移和结构顶层的最大加速度比将地基视为刚性的结构有较大增长;因此,在高层结构风振响应分析中应考虑土-结构相互作用的影响.文章通过实例分析给出无桩基高层建筑土体材料阻尼比的建议值,该研究为有桩基高层建筑的土体材料阻尼比的计算提供了借鉴.     

考虑风-结构-土耦合作用时高层建筑顺风向风振响应分析

本文综合考虑了风-结构-土的耦合作用对高层建筑顺风向风振响应的影响，研究了在各种参数下高层建筑风振响应的特性。由于在风-结构-土耦合作用问题的整个体系的控制方程中，既有时域中的耦合关系，又有频域中的耦合关系，本文提出采用傅立叶变换-时频迭代法来进行求解，较好地解决了用普通的方法难以解决的问题。最后采用数值计算的方法比较了考虑风-结构-土的耦合作用和仅考虑土-结构相互作用以及刚性基础的结构位移响应及加速度响应。     

金字塔形高层框架结构的自振频率

根据某一金字塔型高层建筑结构的初步设计,将该结构简化为一个二维刚-柔组合结构体系,基于Hamilton原理,建立了该简化结构体系动力响应分析的边界值问题.在此基础上,利用变量分离,给出了其自振频率的特征方程,通过数值计算,考察了斜向剪力墙筒体刚度、中间加强层转动刚度和位置、结构顶部刚性层质量以及金字塔型结构倾角等对自振频率的影响,结果表明:斜向剪力墙筒体抗弯刚度对自振频率有显著的影响,自振频率随剪力墙筒体抗弯刚度的增加而增加;尽管剪力墙筒体发生横向弯曲与轴向拉伸的耦合变形,但其振形的弯曲变形远大于其轴向变形;加强层抗弯刚度对自振频率的影响较小,但其位置对第三自振频率的影响较为明显.同时,斜向剪力墙筒体倾角对自振频率的影响较为复杂.     

高层建筑结构分析与设计软件系统BSAD

本文着重介绍者最近研究开发的高层建筑结构分析与设计软件系统（ＢＳＡＤ）的主要功能和特点。ＢＳＡＤ适用于由一维杆元和二维壳元组成的任何空间和任意平面的多层及高层建筑结构分析和设计，具有很强的通用性和适用性，分析能力不受特别限制，本系统还配有功能丰富的数据前后处理。     

高层建筑结构抗震弹塑性简化方法的研究及其应用

以地震反应谱理论为依据，建立了可以考虑多阶振型影响的高层建筑结构弹塑性静力分析方法。在此基础上发展了较简单且较为精确的高层建筑结构弹塑性地震反应计算方法。最后给出的算例论证了本文简化方法的可能性及可行性。     

高层建筑结构分析与设计软件系统BSAD

本文着重介绍作者最近研究开发的高层建筑结构分析与设计软件系统（ＢＳＡＤ）的主要功能和特点．ＢＳＡＤ适用于由一维杆元和二维壳元组成的任何空间和任意平面的多层及高层建筑结构分析和设计，具有很强的通用性和适用性，分析能力不受特别限制．本系统还配有功能丰富的数据前后处理．     

底层大空间高层结构自由振动的实用计算方法

本文以连杆节间为界，按弹性支座上和Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ悬臂梁建立力墙部分的振动方程，按一般框架建立框架部分的振动方程，根据力，变形协调条件，形成底层大空间高层建筑结构的自由振动，并据此计算其自由振动。     

航天支架结构的被动振动控制

重点研究了航天支架结构的被动振动控制问题。在约束阻尼层有限元模型理论分析的基础上，对未附加约束阻尼层的支架计算模态和试验模态进行了相关性分析，制定出被动振动控制策略；通过分析附加约束阻层后支架计算模态和试验模态相关性，建立了有效的支架有限元模型，进一步用于各种情况的动态响应计算和分析。计算了实验结果表明，该控制策略取得了很好的减振效果，为同类结构振动控制问题提供了一个良好的模型参考。     

S形剪力墙结构高层建筑的动力与静力分析

S形剪力墙结构高层建筑平面形状复杂,特别是长与高相当,不能采用刚性楼板的假定时,其动力与静力分析都是十分困难的。鉴于内存及外部设备的限制,本文采用了以下力学模型处理和JIGFEX程序技巧,较好地克服了上述困难: (1)采用了空间离散质点的动力分析模型; (2)多层子结构模式; (3)节点位移的主从关系及相应位移规格数的概念; (4)引入等价膜概念,采用简单而又较精确的计算模型; (5)采用了空间离散质点的多阶振型组合计算地震力。 昆仑饭店工程实例计算表明,上述处理是有效的,在国产TQ-18计算机上用JIGFEX程序系统对大型复杂的高层建筑进行动力与静力分析是可行的。     

刚性角隅内圆柱壳结构声辐射特性研究

本文对流场中处于刚性角隅内圆柱壳结构振动-声辐射问题进行研究.基于双反射方法,推导了位于两个垂直刚性壁面角隅区内圆柱壳结构的振动-声辐射方程.以此为基础,开展受线环向激励力作用的圆柱壳结构的振动-声辐射特性的数值计算.研究了刚性角隅内圆柱壳结构布置位置及计算频率对声辐射功率、声指向性的影响.计算结果可为分析含复杂声学边界的结构声振问题提供技术支持.     

平面杆系结构静力分析的统一模型

从平面杆单元的经典刚度方程出发，在引入基本假定的基础上由严格的数学方法得到了平面杆系结构的统一计算模型．当该模型中的有关参数取特殊值时可直接得到理想的衍架模型和刚性连接模型，而且可用于具有任意半刚性连接和混合结点的一般杆系结构的静力分析．     

Lanczos向量叠加法的改进及其在高层结构动力分析中的应用

本文柔度法形成高层建筑结构的动力方程,在对现有Ｌａｎｃｏｚ向量叠加法改进后,建立了用改进的Ｌａｎｃｚｏｓ向量叠加法进行高层建筑结构的动力计算的具体步骤与原则。     

力法在索-桁结构静力分析中的应用

索-梁(桁)结构是一种新型的空间杂交结构体系，它首先在中国获得工程应用和发展。通过下压平行布置在单层悬索上的实腹梁或桁架等横向加劲构件，强迫其产生向下位移后并固定其位置，以便在整个索与横向构件组成的体系之间建立起预应力，就形成具有足够刚度和形状稳定性的横向加劲单层索屋盖结构。本文根据力法原理，提出了一种新型迭代计算方法，采用Newtpm Raphson Method(N-R)方法计算索-桁结构体系的静力响应。算例计算结果表明：本文方法是可行的，计算精度满足工程需求。     

带弹簧支撑超静定结构位移的简化计算方法

针对带有弹性支撑的超静定结构的位移计算问题, 对利用虚功原理得到的位移计 算一般公式进行了进一步推导, 提出了该类结构位移的简化计算方法. 文中计算公式表达形 式简洁, 且与一般刚性支撑超静定结构的位移计算方法一致. 通过与有限元分析结果的对比, 证明了该公式的正确性.     

变厚度多层介质结构的一种三维数值半解析方法

应用复合材料层合结构分理论思维，建立起以样条函数、级数及插值相结合的新型三维数值半解析算法，以期解决复材呈变厚度结构的变形及内力分析，并作为该类型结构优化设计的高精度的内核计算工具。本文方法克服了一般半解析方法对解析函数的过分依赖性，在原始数据准备、计算规模、数值精度、收特性及稳定性诸方面都较有限元方法有显著改善；特别对复材层合结构的变厚度区段，无需主任何假设，从而为解特殊类型问题提供了极好的分析     

基于三维弹性理论的约束阻尼结构振动阻尼特性分析

本文根据三维弹性理论建立了多层弹性－粘弹性阻尼复合板自由振动的运动方程．该方程所根据的力学模型包括了影响阻尼复合板振动的几乎全部变形因素，包括弹性层和粘弹性层的平面剪切、横向剪切、纵向拉伸以及粘弹性层在厚度方向的胀缩变形。用该方程对工程声学问题所关注的中高频域结构损耗因子进行了数值计算。此外，对“附加型”和“成品型”两种结构型式约束阻尼板损耗因子的差异，尤其是阻尼层的厚度方向胀缩变形耗能对结构损耗因子的影响，进行了计算讨论。     

地震作用下高层建筑重叠分散控制子结构划分机理研究

针对地震作用下高层建筑振动分散控制问题,引入信息共享的重叠分散策略,研究高层建筑振动重叠分散控制子结构划分机理。基于线型二次型(LQR)最优控制的最优权矩阵和H∞鲁棒控制的最优输出评价矩阵,分析评价高层建筑重叠分散控制子结构不同划分策略时的控制效果。对某20层Benchmark结构模型进行数值模拟与分析,结果表明,本文提出的两种重叠分散控制方法的性能评价方法,可指导任意层数高层建筑振动重叠分散控制子结构的合理划分,既保证控制系统良好的控制效果,又保证控制力在合理的范围内。     

点阵材料夹芯悬臂梁在端部承受撞击的动力响应分析

利用非线性有限元软件ABAQUS分析了点阵材料夹芯悬臂梁在端部受刚性质量块撞击时的弹塑性动力响应,考察了刚性块质量和冲击速度变化时对梁端部最大位移的影响.对给定的刚性块质量和速度,考察了芯层的拓扑构型变化时对最大位移的影响,并对刚塑性理论解与有限元计算进行了比较,结果表明:当动载赋予结构的总输出能量与结构的最大弹性能容量之比较大时,两者给出的悬臂梁端部达到最大位移的时间及位移峰值比较接近.