高層結(jié)構(gòu)體系彈性整體穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著建筑物高度的不斷增加以及建筑體型的不斷復(fù)雜化，各國學(xué)者對高層超高層結(jié)構(gòu)體系進行了大量的研究，相應(yīng)的理論體系也日趨完善。然而高層結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)件太多，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定難以簡單地把握，可喜的是，現(xiàn)在的計算機有限元程序可以相對容易的解決高層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題。本文分析各類結(jié)構(gòu)的特點，對結(jié)構(gòu)進行合理的簡化，并對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系進行了整體性分析，得到了四類高層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基本規(guī)律。
　　 對伸臂位于頂部及中部任意高度的巨型結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性進行了分析

2、，提出了雙伸臂巨型結(jié)構(gòu)中模擬伸臂和柱子作用的獨立彈簧和關(guān)聯(lián)彈簧的模型。推導(dǎo)了核心筒及邊框柱中軸力不同時結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)的臨界方程，通過具體算例的計算分析，得出了雙伸臂巨型結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時，伸臂層總的臨界荷載與荷載在核心筒與伸臂端柱子之間的分布基本無關(guān)的結(jié)論。通過算例分析揭示了巨型層層與層之間存在較大的相互作用。通過對比普通框架的合并解法，揭示了伸臂巨型結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定問題上的區(qū)別，通過對基于整體的和層的荷載負剛度概念的伸臂結(jié)構(gòu)屈曲的近似分析，

3、進一步揭示了伸臂巨型結(jié)構(gòu)在性質(zhì)上更加接近于框架結(jié)構(gòu)，而偏離整體彎曲型結(jié)構(gòu)更遠的性質(zhì)。
　　 采用連續(xù)化模型，對雙肢剪力墻結(jié)構(gòu)平面內(nèi)穩(wěn)定性進行了研究，求得了頂部作用集中壓力時臨界荷載的精確顯式表達式和顯式屈曲波形。這個臨界荷載公式表明，聯(lián)肢剪力墻是一種雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，并且可以采用串并聯(lián)電路模型來表示兩者之間的相互作用。串并聯(lián)模型推廣到線性分析的情況，得到頂部抗側(cè)剛度的近似顯式表達式，與精確解進行了比較。推導(dǎo)了頂部作用豎向集中荷載時

4、，在不同水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移、墻肢彎矩、墻肢軸力和連梁彎矩放大系數(shù)，并提供了近似計算公式。
　　 基于對等截面等軸力的聯(lián)肢剪力墻的穩(wěn)定性研究成果，并運用串并聯(lián)電路模型，研究了變截面變軸力聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。運用能量法，構(gòu)建彎曲型、剪切型曲線，考察了變剛度變軸力聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)波形，得出結(jié)論，變截面變軸力聯(lián)肢墻的屈曲問題比較復(fù)雜，不簡單的等效于彎曲、剪切或簡單的彎剪型。進而文章通過大量的算例擬合出了聯(lián)肢墻的屈曲荷載表達

5、式，有比較好的精確度。
　　 用有限元的方法，通過建立多個巨型框架結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的巨型框架結(jié)構(gòu)模型，分析了巨型框架結(jié)構(gòu)失穩(wěn)特性。揭示了單層和多層巨型框架失穩(wěn)時，一級框架和二級框架共同工作、相互作用的機理。闡述了巨型框架與雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定特性的相似性，從而得出簡化的求解結(jié)構(gòu)屈曲荷載的方法。對于巨型框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究，有一定的參考作用。
　　 研究了單個吊掛荷載的懸掛結(jié)構(gòu)的彈性屈曲，求得了解析解。對多層吊掛荷載的巨型懸掛結(jié)構(gòu)