考虑二阶效应时高层筒体结构的刚度优化分析
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摘要
本文用有限元线法通过最小势能原理建立高层筒体结构考虑二阶效应时的常微分方程体系,并用多功能求解器Maale V求解之.由结线位移建立结构柔度矩阵[δ],并由此求解结构的地震作用以及结构在地震作用下的侧向位移,通过适当的数学模型计算结构的最优抗侧移刚度.作者得出结论:在进行高层建筑(尤其是超高层建筑)的结构优化分析时,二阶效应的影响不容忽视.
Ordinary Differential Equations (ODEs) of high-rise tubular structure, in which second-order effect is considered, are established in this paper by means of the Finite Element Method of Lines (FEMOL) and the Principle of Minimum Potential Energy. The ODEs are then resolved by the multi-functional ODEsolver--Maple V. The structural flexibility matrix is integrated from the nodaldisplacements. Hence the seismic effect on the structure as well as the subsequent lateral displacements are solved. The optimum structural stiffness against lateral displacement is calculated through an appropriate mathematic model. A conclusion is obtaind finally that when dealing with the optimal analysis of high-rise structure, especially extra high-rise structures,the second-order effect should not be neglected.
Ordinary Differential Equations (ODEs) of high-rise tubular structure, in which second-order effect is considered, are established in this paper by means of the Finite Element Method of Lines (FEMOL) and the Principle of Minimum Potential Energy. The ODEs are then resolved by the multi-functional ODEsolver--Maple V. The structural flexibility matrix is integrated from the nodaldisplacements. Hence the seismic effect on the structure as well as the subsequent lateral displacements are solved. The optimum structural stiffness against lateral displacement is calculated through an appropriate mathematic model. A conclusion is obtaind finally that when dealing with the optimal analysis of high-rise structure, especially extra high-rise structures,the second-order effect should not be neglected.
引文
[1]王全凤、施士升:框架-剪力墙高层建筑结构抗地震荷载剪力墙数量的优化分析,土木工程学报,1981年.
[2]韦鹏生、王全凤:框架-抗震墙高层建筑抗震墙的计算机辅助设计,《计算力学及在工程中的应用》(王秀喜主编),中国科学技术大学出版社,1992年.
[3]韦鹏生:动态数据结构在剪力墙刚度优化分析中的应用,河海大学学报,计算力学专辑,1994年14期.
[4]韦鹏生:剪力墙优化CAD系统SWCAD(Ⅲ)内存的动态分配和管理,工程力学(95增刊).
[5]中华人民共和国国家标准:混凝土结构设计规范(GBJ10-89),中国建筑工业出版社,1989年.
[6]中华人民共和国国家标准:建筑抗震设计规范(GBJ11-89),中国建筑工业出版社,1989年.
[7]中华人民共和国国家标准:钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91),中国建筑工业出版社,1991年.
[8]韦鹏生、王全凤:多因素对剪力墙最优刚度影响的综合分析,工程力学,1996年.
[9]梁启智、谢理:框剪结构的二阶分析,建筑结构学报,1986年.
[10]梁启智、谭争争:高层建筑双肢墙的二阶分析,工程力学,1986年.
[11]刘滨、包世华;高层筒体结构的整体稳定及二阶位移分析,建筑结构学报,1990年.
[12]韦鹏生:场地类型对抗震墙最优刚度影响的计算机分析,华侨大学学报(自然科学版),1995年.
[13]袁驷:一种新的半解析法——有限元线法,《第一届全国解析与数值结合法学术讨论会论文集》,1990年.
[14]王建东、包世华:高层筒体结构的二阶分析,工程力学,1995年.
[15]包世华:《高层建筑结构计算》,高等教育出版社,1991年.
[2]韦鹏生、王全凤:框架-抗震墙高层建筑抗震墙的计算机辅助设计,《计算力学及在工程中的应用》(王秀喜主编),中国科学技术大学出版社,1992年.
[3]韦鹏生:动态数据结构在剪力墙刚度优化分析中的应用,河海大学学报,计算力学专辑,1994年14期.
[4]韦鹏生:剪力墙优化CAD系统SWCAD(Ⅲ)内存的动态分配和管理,工程力学(95增刊).
[5]中华人民共和国国家标准:混凝土结构设计规范(GBJ10-89),中国建筑工业出版社,1989年.
[6]中华人民共和国国家标准:建筑抗震设计规范(GBJ11-89),中国建筑工业出版社,1989年.
[7]中华人民共和国国家标准:钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91),中国建筑工业出版社,1991年.
[8]韦鹏生、王全凤:多因素对剪力墙最优刚度影响的综合分析,工程力学,1996年.
[9]梁启智、谢理:框剪结构的二阶分析,建筑结构学报,1986年.
[10]梁启智、谭争争:高层建筑双肢墙的二阶分析,工程力学,1986年.
[11]刘滨、包世华;高层筒体结构的整体稳定及二阶位移分析,建筑结构学报,1990年.
[12]韦鹏生:场地类型对抗震墙最优刚度影响的计算机分析,华侨大学学报(自然科学版),1995年.
[13]袁驷:一种新的半解析法——有限元线法,《第一届全国解析与数值结合法学术讨论会论文集》,1990年.
[14]王建东、包世华:高层筒体结构的二阶分析,工程力学,1995年.
[15]包世华:《高层建筑结构计算》,高等教育出版社,1991年.
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