風(fēng)載作用下高層結(jié)構(gòu)的耦合振動(dòng).pdf

1、本文主要在線彈性范圍以內(nèi)研究高層結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)的特性及其在風(fēng)載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。 基于桿件有限元的基本思想，并結(jié)合計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn)，本文提出了形成剛度矩陣的公式和方法。這個(gè)方法克服了計(jì)算機(jī)有限容量和高層結(jié)構(gòu)未知數(shù)眾多的矛盾，能在微機(jī)上求得高層結(jié)構(gòu)的精確剛度矩陣和每個(gè)桿件的桿端位移。這樣不僅可對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析，還可給具體構(gòu)件的設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。在形成總剛矩陣時(shí)，本文提出了由于柱內(nèi)軸向變形而引起的附加剛度矩陣，這是以往一

2、般計(jì)算方法所沒有注意到的。 對(duì)高層結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)的分析表明，偏心距并非是一個(gè)度量耦合程度的合理參數(shù)，耦合體系中的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)不僅和偏心距有關(guān)，還和結(jié)構(gòu)的抗扭剛度及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量密切相關(guān)。高層結(jié)構(gòu)耦合體系的基本特點(diǎn)是頻率和振型一般總是成組出現(xiàn)的，而且在第一組內(nèi)頻率之間的比值都比較小(一般小于1·5)；振型中結(jié)構(gòu)內(nèi)部無反彎點(diǎn)出現(xiàn)． 因此，計(jì)算高層結(jié)構(gòu)風(fēng)振的動(dòng)力響應(yīng)時(shí)，應(yīng)取笫一組振型并考慮交叉項(xiàng)的影響，即用complete-Quadrat

3、ic-combinatCombination-Method。 本文進(jìn)行的大量計(jì)算下列表明，考慮剪切變形將使結(jié)構(gòu)響應(yīng)增加l 0%左右，且與建筑物高度無關(guān)而柱內(nèi)軸向變形的影響隨著建筑高度的增加而增加，一個(gè)四十層的算例表明，柱內(nèi)軸向位移使頂點(diǎn)位移響應(yīng)增加4 5%,本文還推導(dǎo)了在軸向力飼變形的桿件單元?jiǎng)偠染仃?但算例表明在風(fēng)振中柱(即所謂P-△效應(yīng))是無關(guān)緊要的,這是因?yàn)闉榱丝刂扑轿灰聘邔咏Y(jié)構(gòu)中柱子的截面常常很大，使柱中由于軸