頂部帶伸臂的框架—筒體結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定分析.pdf

1、帶伸臂的框架—筒體結(jié)構(gòu)體系是一種廣泛應(yīng)用于高層和超高層建筑中高效率的結(jié)構(gòu)體系。從結(jié)構(gòu)受力特性來(lái)看，它屬于雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，但是它比框架—簡(jiǎn)體這種經(jīng)典雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系又前進(jìn)了一步，在減小建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移和傾覆彎矩方面起到了很好的作用。 從二十世紀(jì)六十年代伸臂結(jié)構(gòu)第一次應(yīng)用于工程實(shí)際開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外許多高層或超高層建筑，包括鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)，紛紛應(yīng)用了伸臂為核心的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層處理方法。伴隨著工程實(shí)際應(yīng)用的同時(shí)，國(guó)

2、內(nèi)外研究人員開(kāi)展了對(duì)伸臂結(jié)構(gòu)的研究和理論分析?？偟膩?lái)說(shuō)，對(duì)帶伸臂的框架—簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)的研究主要集中在伸臂層最優(yōu)數(shù)量和最優(yōu)位置的問(wèn)題上，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面的研究涉及較少。在對(duì)雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行對(duì)帶伸臂的框架—簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性研究，可以進(jìn)一步認(rèn)清帶伸臂的框架—筒體結(jié)構(gòu)體系的受力特性，并對(duì)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用提供一定的幫助。 本文研究了頂部帶伸臂的框架—簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)體系的彈性有側(cè)移穩(wěn)定。主要做了如下幾個(gè)方面的工作：

3、 對(duì)伸臂位于頂部的單層框架—簡(jiǎn)體模型進(jìn)行分析，提出了等效轉(zhuǎn)動(dòng)約束的概念和轉(zhuǎn)動(dòng)約束剛度的表達(dá)式。對(duì)邊框柱兩端不同約束條件下的幾類模型進(jìn)行了精確位移法求解，得到了結(jié)構(gòu)有側(cè)移失穩(wěn)的臨界荷載值。利用伸臂剛度遠(yuǎn)大于普通梁柱的特點(diǎn)，提出了核心筒—伸臂結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度與框架抗側(cè)剛度相加的結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度計(jì)算原則，并根據(jù)負(fù)剛度理論，獲得了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力的近似公式，同精確解進(jìn)行了比較。對(duì)伸臂位于頂部的兩層框架—簡(jiǎn)體模型進(jìn)行精確位移法分析，得到了結(jié)構(gòu)有側(cè)移失穩(wěn)的臨

4、界荷載精確解。利用二階效應(yīng)等效的原則，提出將中間層荷載等效為柱頂荷載的近似折減方法，提出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力的近似公式。對(duì)伸臂位于頂部和中部的雙伸臂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了分析，利用力法求得了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，提出了針對(duì)不同簡(jiǎn)化模型，豎向構(gòu)件等軸力條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力的近似公式。并利用ANSYS進(jìn)行驗(yàn)證。 從伸臂結(jié)構(gòu)整體分析角度出發(fā)，推出了項(xiàng)部帶剛伸臂的框架—簡(jiǎn)體單伸臂、雙伸臂簡(jiǎn)化模型的等效抗彎剛度和抗剪剛度。提出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力近似公式，同