超高层建筑扇形曲边筒中筒结构体系的建模与分析

摘要

超高层扇形曲边筒中筒结构是一种新型的建筑结构型式。为了分析此类结构体系,本文研究了其建模和相应可行的分析方法。主要工作如下:
　　关于建模:首先根据刚度和质量等效原理将超高层扇形曲边筒中筒结构体系简化为支撑于半无限大弹性地基上的变截面薄壁筒中筒结构,然后选取适当的节线进行划分,并由内外薄壁筒体上所划分的节线上的单变量未知函数为基本未知量来分别描述内外薄壁筒体的位移场或运动场,再利用最小势能原理或哈密顿原理推导相关问题的控制微分方程以及相应的边界条件,最后利用常微分方程求解器(ODE Solver)进行求解。
　　关于分析:通过算例,分别讨论了超高层扇形曲边筒中筒结构体系地基、基础、上部结构共同工作的问题,超高层扇形曲边筒中筒结构体系的自由振动。我们发现:扇形曲边筒中筒结构具有很好的整体性,且横向荷载作用下横向侧移很小,具有很好的稳定性;x,y,方向的自振周期差别较大,不易发生较长周期的耦合振动,但设计时应注意截面的薄弱方向和扭转振动的影响。

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1绪论

1.1选题意义

1.2高层建筑结构概述

1.3高层建筑结构体系概述

1.4高层建筑分析方法概述

1.5 本文研究方法和内容

2超高层建筑扇形曲边筒中筒结构三维分析模型

2.1引文

2.2一体化分析理论研究的发展历程

2.3常微分方程求解器简介

2.4 超高层扇形曲边筒中筒结构三维一体化模型

2.5超高层扇形曲边筒中筒受力状态与位移状态描述

2.6 本章小结

3超高层建筑扇形曲边筒中筒结构体系的静力分析

3.1 引言

3.2 扇形曲边筒中筒分析模型

3.3等效薄壁扇形曲边筒中筒等效刚度

3.4等效薄壁扇形曲边筒中筒结构静力分析ODE法

3.5控制方程的推导及各项的物理意义

3.6内力坐标转换关系

3.7算例分析

3.8本章小结

4超高层建筑扇形曲边筒中筒结构体系的自由振动分析

4.1 引言

4.2 等效扇形曲边薄壁筒中筒分析模型

4.3 等效扇形曲边薄壁筒中筒自由振动的ODE解法

4.4动力学控制方程的推导及各项的物理意义

4.5算例分析

4.6本章小结

5总结与展望

5.1 研究总结

5.2 展望

参考文献

附录A

附录B

附录C

作者简历

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