高层筒中筒结构的二阶分析

本文提出了高层筒中筒结构的一种二阶分析方法．首先按Ｃｏｕｌ．Ａ的方法将筒中筒结构的外框筒连续化为具有弯曲变形和剪切变形,同时考虑其剪力滞后影响的等效实腹筒体,内筒只考虑其弯曲变形．然后用虚拟水平分布荷载来模拟由竖向荷载产生的二阶效应,根据内外筒的变形协调条件,导出筒中筒结构二阶分析的五阶常微分方程．最后采用有限差分法进行数值求解．     

高层筒中筒结构的整体稳定分析

将筒中筒结构的外框筒视为具有弯曲变形和剪切变形，并受剪力滞后影响的等效实腹筒体，视内筒只受弯曲变形。根据内外筒的变形协调条件，建立了整体结构稳定微分方程，用Ｇａｌｅｒｋｉｎ法求解方程并获得了整体结构的最小临界荷载。     

筒中筒结构在竖向地震作用下的整体稳定分析

本文根据内、外筒变形协调条件建立结构的整体稳定方程,考虑竖向地震作用的影响,分别计算了设施烈度７度、８度和９度的小震情况下,相对于楼层重力荷载的临界荷载因子ｐｃｒ,计算结果表明：竖向地震作用对筒中筒结构的整体稳定影响显著,考虑竖向地震作用后,临界荷载因子值ｐｃｒ减小,当设防烈度为９度,ｐｃｒ值减小约２０．１９％。     

考虑二阶效应时筒中筒结构的基本微分方程

将筒中筒结构的外框筒作为具有弯曲及剪切变形的等效实腹筒体，而内筒只考虑其弯曲变形，根据这种模型，建立了筒中筒结构考虑Ｐ－Δ效应时的基本微分方程。此方程形式简明力学意义明确，便于求解。     

框筒结构的简化分析模型

将楼层整体变形分为剪切变形和弯曲变形,用壁式框架D值法和等效连续体法,对在侧向荷载作用下框筒结构进行简化分析.在考虑翼缘框架对剪切变形影响的前提下,应用壁式框架D值法对整体剪切变形进行分析;在考虑剪力滞效应的前提下,用等效连续体法推导剪力滞系数,分析整体弯曲变形.算例结果表明,简化计算与空间框架计算的结果接近,各柱轴向应变的误差在2%～8%之间,水平位移误差在10%之内.     

高层建筑筒体结构的共振响应

为了计算高层建筑筒体结构的共振响应,将其简化成能同时考虑弯曲、剪切、轴向变形和扭转变形的广义Timoshenko悬臂梁。利用Hamilton原理,导出高层筒体结构在相应于各种变形的地震激励下的位移响应控制微分方程及相应的边界条件后,利用常微分方程求解器进行求解。通过对计算结果的分析,讨论了影响共振响应的因素,并得出了相当合理的结论:即当激励荷载的频率与结构体系的自振频率很接近时,结构的反应会出现非常大的突变。     

混凝土薄壁筒桩水平受力机理

对混凝土薄壁筒桩的水平承载能力按规范方法进行了现场试验,并用三维非线性有限元对其在水平荷载分级作用下桩体的变形、应力,钢筋应力及土体对桩体的水平反力等的变化规律进行了分析研究,两者结果相互验证．有限元分析中考虑了不同材料的材料特性、变形特性及桩与混凝土之间的相互作用．研究结果表明混凝土薄壁筒桩在水平荷载作用下表现为受弯混凝土构件的特性,在一定的地基条件下其承载能力主要取决于混凝土和钢筋的抗拉强度;同时表明用文中的方法分析混凝土薄壁筒桩的水平承载能力是可行的．     

高层筒体结构剪力滞后研究

重点讨论了筒体结构剪力滞后效应(SLE:shear lag effect)的产生机理,提出与SLE的力传递说有较大差异的新看法,认为引起筒体结构SLE的原因是沿翼缘方向上的抗侧力刚度不均(称为横向刚度):角柱由于腹板的作用使其抗剪刚度增大,中柱则相对抗剪刚度减小。刚度低的中柱产生较大弯曲变形,使裙梁及楼板也跟着变形,中柱抗弯能力降低,轴力减小,由于腹板的作用而刚度增大的角柱轴力自然会增大。利用大型有限元软件ANSYS对高层筒体结构在水平风荷载作用下进行计算分析,得出:角柱截面变化只是对其本身轴力影响很大,考虑到角柱在筒体结构中的重要性应适当增大其截面面积;去除角柱不但不能降低甚至消除SLE,反而使结构整体性降低。     

变截面高层筒中筒结构传递矩阵法

提出了一种分析高层变截面筒中筒结构的传递矩阵法,这是一种简化的计算方法,能快速地计算水平荷载下整体水平位移,位外筒的内力,由算例看出,这种方法可获得满意的效果,由这一方法,进而还可方便地进行整体动力特性,弹性时程和结构优化分析等。     

钢筋混凝土筒中筒结构裙深梁受力分析与设计

通过对钢筋混凝土筒中筒结构概念设计的探讨及裙深梁与普通深梁的对比分析,指出了高层建筑混凝土结构技术规程中相关规定的不合理之处;指出了钢筋混凝土筒体结构裙深梁主要承受节点荷载不同于普通深梁的节间荷载,且其截面应变基本符合平截面假定;最后还提出了对筒中筒裙深梁设计的建议.     

基于哈密顿力学的斜交网格筒-核心筒结构协同分析

高层斜交网格筒-核心筒结构是由斜交网格筒与核心筒组成的新型双抗侧力体系,协同分析是结构简化计算的基础。采用连续化方法将斜交网格筒等效为正交各向异性连续筒体,考虑其剪力滞后效应;将开有洞口的钢筋混凝土核心筒简化为双肢剪力墙模型,建立同时考虑内外筒弯曲变形和剪切变形的并联铁摩辛柯梁模型。采用哈密顿力学求解体系对结构进行协同分析,导出结构协同工作的哈密顿正则方程,用两端边值问题的精细积分法求出结构的侧移、网格斜柱轴力和核心筒剪力墙内力,理论推导过程便捷、数值计算结果精确。与有限元方法对比,二者结果吻合良好,误差不超过5%。对结构协同工作性能的影响因素进行了分析。结果表明：基于哈密顿力学的斜交网格筒-核心筒结构协同分析新方法,为斜交网格筒-核心筒结构分析提供了新途径。     

矩形钢管混凝土束剪力墙风机塔筒L型连接节点力学性能研究

针对目前风机塔筒结构发展受限于结构高度与安装效率的问题,本文提出了一种L型螺栓连接的矩形钢管混凝土束剪力墙风机塔筒,并且针对螺栓关键连接区域进行了力学性能研究。最后通过有限元建模的方法对塔筒单片矩形钢管混凝土束剪力墙在面外以及面内荷载下的性能表现进行了分析,并且给出了相关设计建议。研究结果表明塔筒螺栓连接区域在单轴拉伸下的破坏模式为连接板弯曲变形以及螺栓拉断。塔筒单片剪力墙的面内初始刚度及承载力要显著高于面外。综合考虑剪力墙力学性能的提升效率以及剪力墙各部件的应力分布状态,建议当螺栓直径为20 mm时,连接板厚度不应大于螺栓直径;建议当连接板厚取20 mm时,螺栓直径取其1.2倍。     

基于EAS单元的薄壁筒桩与土相互作用的有限元分析方法

用三维等参EAS单元描述混凝土薄壁筒桩的受力变形特性,用薄层接触面单元模拟桩与土体之间的相互作用,建立了由接触面约束内力和桩上作用荷载求解桩体内力的静力平衡方程,提出了考虑桩土相互作用的桩体有限元内力分析方法.对某工程薄壁筒桩在水平荷载作用下的桩体变形和内力进行了分析,并将分析结果与现场试验结果进行比较,验证了本文分析方法的正确性.     

框筒结构考虑楼板变形动力特性的模态综合分析

本文研究楼板变形的钢筋砼砼框筒结构的动力特性，采用空间杆，薄板力学模型，将空间整体结构离散为空间质点系，运用二级子结构固定界面模态综合法和静凝聚技术，对考虑楼板变形的框筒结构的动力特性进行了分析并自编一套程序，使规模较大的计算过程在微机上实现。     

高层圆形筒体结构拟壳理论分析法

本文给出了在任意侧向水平荷载作用下圆形筒体结构的一种近似分析方法。给出了双筒体(外筒、核心筒)和三重筒体(外筒、内筒、核心筒)两类筒体结构的静力和动力计算公式,文末给出了双筒体结构的具体算例。本文根据圆形筒体结构的受力特点,在采用前人经常采用的两个基本假定的前提下,将外筒、内筒模拟为实体筒壳,按薄膜理论进行分析,在水平荷载作用下,考虑外筒、内筒与核心筒共同工作,按水平位移协调原则,确定它们之间的剪力分配,进而可以确定结构的内力和位移。本文提供的方法计算简便,工作量小,并且可以根据得到的解析表达式分析筒体的受力性能,便于研究和改选设计。     

海上风电机宽浅式筒型基础渐进破坏研究

海上风电的吸力筒基础在服役过程中受到来自风、浪、流、地震和船舶停靠带来的水平荷载作用,从而使吸力筒基础产生平移和转动地基变形,这种地基变形累计会导致结构整体失稳破坏。宽浅式吸力筒基础埋深较浅,基础-土体相互作用机理与传统浅基础不同。因此,在极限载荷作用下基础的渐进破坏机理尚不明确。利用土工离心机对不同筒径比的宽浅式吸力筒基础进行试验,分析了基础在砂土中的水平极限承载特性。基于Abaqus有限元模型,进一步分析了吸力筒基础的渐进演化失效模型,揭示了破坏过程中矢量旋转中心位置变化曲线,提出了考虑旋转中心位置变化的水平极限承载特性计算模型,为宽浅式吸力筒基础设计提供参考。     

考虑二阶效应时筒中筒结构基本微分方程的有限差分解

用有限差分法对考虑二阶效应时筒中筒结构的基本微分方程进行求解,并把计算结果与一阶分析的结果进行了比较.     

圆柱形框筒结构分析

本文根据受侧向荷载作用的圆柱形筒体结构的特点及有矩壳体理论,建立了筒体平衡微分方程,并求得解析解。本法不但适合于等刚度筒体,而且适用于阶梯刚度框筒,符合实际结构,因而具有很大的实用价值。     

高层筒体结构的整体稳定及二阶位移分析

高层建筑结构的整体稳定及非线性分析在结构设计中具有重要意义。该文用转换B3样条函数模拟结构板壁横截面的翘曲位移,通过势能变分原理,导出微分方程组,利用样条有限杆元法对高层建筑筒体结构的整体稳定及二阶位移进行了求解。求解中考虑了结构板壁中面剪切变形的影响,能描述剪力滞后现象。该方法适用于任意横截面形状的高层建筑筒体结构及剪力墙结构等的稳定及二阶位移分析。与其他方法相比,该方法有前期数据准备简单、计算量小、收敛快、精度高等特点。     

新型筒体结构体系

结合国内外现代高层建筑实例．对近１０年来得以应用的几种新型筒体结构体系──成束筒结构和桁架筒结构等工作原理和受力特点作介绍和适当的评述．