考虑地基变形时超高层建筑束筒结构的半解析自由振动分析

该文建立了超高层建筑束筒结构与其基础、地基共同工作的具有连续分布质量特性的三维半解析自由振动分析模型,也就是将超高层建筑束筒结构等效连续化为一个支撑在半无限大弹性地基上的具有连续分布质量特性的加劲薄壁筒组合体,然后选取适当的节线对其进行划分,并用定义在这些节线上的形变未知函数作为广义坐标,把超高层建筑束筒结构的自由振动问题,运用能量原理转化为这些未知函数的常微分方程组的特征值问题,再利用高质高效的常微分方程求解器进行求解。算例结果表明:模型的简化是合理的、可行的。并总结出了几点有工程参考价值的结论,从而为超高层建筑束筒结构考虑地基、基础以及上部结构的整体动力分析提供了一种新的分析方法。     

超高层建筑空间巨型框架结构与基础地基共同工作的半解析静力分析

将超高层建筑空间巨型框架结构与其基础等效连续化为一个半无限大弹性地基上的加劲薄壁筒组合体,并以此三维模型,用半解析法分析计算了受静力作用的超高层建筑空间巨型框架结构与其基础地基的共同工作。通过计算结果分析,得出了一些很有价值的结论。     

弹性地基上空间巨型框架结构的简化振动分析

对软土地基上的超高层建筑空间巨型框架的振动分析建立了一种新的简化分析模型,即弹性地基—空间杆系—层模型。也就是将空间巨型框架中的辅助框架柱只考虑其轴向刚度,沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的文克弹性地基,把巨型梁按照文克弹性地基梁来处理,然后将巨型柱和巨型文克弹性地基梁组成空间巨型框架,在考虑了地基(半无限大弹性地基)的弹性变形后,按空间刚架进行刚度分析;将建筑物的质量集中于巨型梁的楼层,进行自由振动分析。算例计算结果表明,新的简化模型是合理的、可行的。     

超高层建筑空间巨型框架的稳定计算

对超高层建筑空间巨型框架的稳定计算提出了一个新的简化计算模型,将空间巨型框架简化为巨型柱和弹性地基上的巨型梁的组合,二级框架柱考虑其轴向变形作为巨型梁的弹性地基,按空间刚架进行稳定计算.由算例的计算结果来看,简化模型及其分析方法是合理的,为超高层建筑空间巨型框架结构的整体稳定计算提供了一个合理可行的简化计算方法.     

超高层建筑空间巨型框架自由振动计算的新方法

该文是在前一个简化计算模型的基础上(即将空间巨型框架简化为巨型柱和弹性地基上的巨型梁的组合,二级框架柱考虑其轴向变形作为巨型梁的Winkler弹性地基,按空间刚架进行刚度分析,建筑物的质量集中于巨型梁的楼层,按空间杆系-层模型进行振动计算),进一步将巨型框架柱考虑为剪切型弹性地基上的巨型柱(二级框架梁、柱考虑其弯曲变形作为巨型柱的剪切型弹性地基),使简化振动模型更为合理,极大地提高了计算的精确度,为超高层建筑空间巨型框架的振动分析提供一个合理可行的算法。     

弹性地基上高层建筑结构对确定性动力作用的稳态反应

本文通过对稳态反应随时间变化规律的分析和预测,将半无限大弹性地基上高层建 筑结构对多维确定性动力作用的稳态反应问题转化成了常微分方程组的边值问题。通过对某 一高层筒中筒结构的分析计算,得出了相当合理的结论：那就是当激励荷载的频率与结构系 统的自振频率很接近时,结构的反应会出现非常大的突变。     

超高层建筑空间巨型框架与其基础地基共同工作的简化分析新方法

对超高层建筑空间巨型框架的结构分析提供了一种新的简化分析模型(二级框架柱考虑其轴向刚度作为巨型梁的文克勒弹性地基),利用这种模型分析了上部结构、基础、地基的共同工作。又对二级框架梁、柱考虑其弯曲刚度作为巨型柱的剪切型弹性地基得出了改进的简化分析模型,其计算精度与精确解很接近。在此基础上考虑了基础结构,并考虑了地基的弹性变形,建立了由巨型文克勒弹性地基梁和巨型剪切型弹性地基柱组成的空间巨型框架与其基础、地基共同工作的模型,并通过算例进行分析计算。计算结果表明:共同工作的分析模型是合理的、可行的,从而为超高层建筑巨型框架与其基础地基的整体共同工作分析提供了一种可行的简化方法,并给出了几点对此类结构的初步设计有指导意义的结论。     

两种新型的弹性地基梁单元及其在超高层建筑结构简化分析中的应用

将超高层建筑空间巨型框架的巨型柱和梁分别简化成剪切型弹性地基梁和广义Winkler弹性地基梁单元,导出其单元刚度矩阵后,再按空间刚架分析计算,得到一种简化分析方法。简化巨型框架柱时,考虑与其相连的二级框架梁、柱的弯曲刚度,并将其作为巨型柱的剪切型弹性地基,构造出剪切型巨型弹性地基梁单元;简化巨型框架梁时,只考虑与其相连的二级框架柱的轴向刚度,并将其作为巨型梁的Winkler弹性地基,构造出广义Winkler巨型弹性地基梁单元。算例表明:简化计算的模型不仅是合理的、有效的,而且其计算结果的精度几乎与精确解有同级的精度。     

筒体结构考虑地基变形时的计算

本文对处于弹性地基上筒体结构，用半解析微分方程求解器求解，将结构沿横向半离散化，取结线位移为基本未知函数，通过势能驻值原理，建立问题的半解析微分方程组及相应的边界条件，然后用常微分方程求解器ＣＯＬＳＹＳ求解。     

饱和弹性半空间地基与中厚圆板的动力相互作用

利用Fourier-Bessel级数,对横观各向同性饱和弹性半空间地基与中厚圆板的动力相互作用问题进行了系统地分析。板的位移函数、荷载、地基反力及板下地基表面的沉降均被展开为二重Fourier-Bessel级数,这些级数中的待定系数由板的边界条件、板的控制方程及板-地基的相容条件加以确定,从而将饱和弹性半空间地基与中厚圆板的动力相互作用问题转化为数值积分和代数方程组的求解问题。数值计算表明,该级数解答具有较快的收敛速度。可以将该方法推广到弹性半空间与梁、矩形板相互作用问题的分析。     

超高层建筑束筒结构受确定性动力作用的半解析分析

将超高层建筑束筒结构与其基础等效连续化为一个支撑在半无限大弹性地基上具有三维连续分布刚度和质量特性的加劲薄壁筒组合体,并以此模型,对其在多维简谐动力作用下的稳态反应进行了半解析分析,并计算出了共振响应,那就是当激励荷载的频率与结构系统的自振频率很接近时,结构的动力响应会出现非常大的突变。计算结果表明:模型的简化是合理的、可行的,从而为超高层建筑束筒结构的整体动力分析提供了一种可行的方法,并给出了几点对此类结构的抗震设计有指导意义的结论。     

超高层建筑巨型框架-核心筒结构体系的三维半解析分析模型及其应用

将超高层建筑空间巨型框架-核心筒结构体系与其基础等效连续化为一个支撑在半无限大弹性体上的加劲薄壁筒组合体,建立了集地基、基础、上部结构为一体的三维共同工作分析模型;并以此模型,利用半解析方法讨论了该结构体系的共同工作特性。分析计算结果表明:模型的简化是合理的、可行的。     

筒承式钢筋混凝土立筒群仓的自由振动分析

建立了筒承式钢筋混凝立筒群仓自由振动的分析模型,将其简化为n段竖向广义Timoshenko梁的组合体。选取各段梁中性面的挠度和横截面绕中性轴的转角为基本未知函数,利用能量原理,将筒承式钢筋混凝土立筒群仓的自由振动问题,转化为由这些未知函数组成的常微分方程组,然后利用常微分方程求解器(ODE solver)求其数值解,得到自振频率和振型,并将数值解与相应的试验数据进行对比,以验证数值方法的有效性和精确性,从而为筒承式钢筋混凝土立筒群仓的动力特性分析研究了一种新的方法。     

二维半无限弹性平面内圆形腔孔表面的动态热应力分布

虽然无限弹性体中球腔的动态热应力分布问题已经得到解决,但是对于二维半无限弹性平面内圆形腔孔表面的动态热应力分布问题还没有得到解答。利用复变函数方法,本文分析了在半无限弹性平面附近施加稳态温度场条件下的圆形腔孔表面的动态热应力分布问题,得到了汉克函数表示的此问题的解析解,给出了相应的数值结果并进行了讨论。     

基于能量法的高温(火灾)环境下轴心受压格构柱动力稳定性分析

根据弹性体系动力稳定理论,采用能量法和Hamilton 原理,分别建立了高温(火灾)环境中缀条式和缀板式格构柱在轴向周期荷载作用下的动力偏微分方程。利用Galerkin 方法将其转化为二阶常微分Mathieu 型参数振动方程,求得周期解所包围的动力不稳定区域。通过分析长细比、恒载、温度等参数对轴心受压格构柱动力不稳定区域的影响,探讨了两种格构柱发生参数振动的动力稳定性问题,为高温环境下结构工程动力分析与设计提供参考依据。     

含液饱和多孔二维梁的动力特性分析

基于线弹性理论和Biot多孔介质模型,分析了含液饱和多孔二维简支梁的动力响应,其中考虑了固体颗粒和流体的可压缩性以及孔隙流体的粘滞性。通过Fourier级数展开和常微分方程组的求解,得到了含液饱和多孔二维梁动力响应问题的解,并将其退化为单相固体二维梁的情形与Bernoulli-Euler梁和Timoshenko梁的自由振动相比较,验证了该文方法的正确性。作为数值算例,分析了含液饱和多孔二维梁的自由振动以及在均布简谐荷载作用下的动力响应特性,分析了表面渗透条件、孔隙流体渗透系数和荷载频率等参数对含液饱和多孔二维梁的自由振动频率、固相位移和孔隙流体压力等物理量的影响。     

圆锥壳的渐进分布传递函数解

本文给出一种求解圆锥薄壳线弹性变形的渐进传递函数方法。壳体的三个位移函数首先沿环向展开为Fourier级数,由此得到解耦的偏微分方程,它包括一个空间变量和一个时间变量。对时间变量进行Laplace变换后进一步将其简化为含复参数s的常微分方程,它的系数是坐标的函数。引入小参数ε＝L／r0sinα,用摄动方法得到一组常微分方程,它可以用渐进分布传递函数方法求解。将各子锥段的解进行综合,构造出了由多段锥壳构成的组合壳体的传递函数解。文中给出了数值算例并与有限元的结果进行了比较。