弹性地基上高层和超高层空间巨型框架的简化分析

摘要

巨型框架以其独特的两级受力体系不仅有利于提高结构整体性，改善结构安全性能，减少材料用量和工程造价，亦给建筑设计带来了更大的灵活性，因此在高层建筑中得到越来越广泛的应用。但是，也正由于其独特性，使巨型框架结构的力学分析更为复杂，而迄今为止针对巨型框架以及上部结构与其基础地基共同工作的分析计算还存在诸多急待解决的问题。为此，本文对这一新型高层建筑结构体系的简化分析方法进行了较为系统的总结和研究，主要内容如下： (1)建立了集上部结构、基础、地基为一体的三维分析模型，并以此模型分析计算了空间巨型框架与其基础地基的共同工作，讨论了地基、基础的刚度变化对上部结构的位移和内力的影响。 (2)建立了既可以分析平移振动，也可以分析扭转以及平动与扭动的耦合振动的新的动力分析模型，即弹性地基——空间杆系——层模型，并以此模型分析了巨型框架的自由振动。讨论了地基、基础的刚度以及上部结构的刚度与质量变化对整体结构自振周期的影响与变化规律。 (3)创建了考虑地基弹性变形时结构的整体稳定性分析模型，对超高层巨型框架在竖向荷载作用下的整体稳定性问题进行分析计算，并讨论了各种地基状况下结构失稳的临界荷载。 (4)创建了考虑地基弹性变形时结构的二阶效应分析模型，对超高层巨型框架在水平荷载和重力荷载共同作用下的二阶效应随地基刚度变化问题进行了探讨，并把二阶位移、内力与一阶位移、内力的不同做了比较。 分析结果表明：本文建立的各种简化分析模型是合理的、可行的，从而为高层和超高层空间巨型框架提供了一种适合初步设计或整体性能评价的快速、简化的分析方法。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2空间巨型框架结构概述

1.3上部结构与地基基础的共同工作问题

1.4本论文的选题意义

1.5本论文的主要内容

第二章地基模型的选择及计算参数的确定

2.1地基模型的选择

2.2半无限大弹性地基等效刚度的确定

第三章弹性地基上空间巨型框架的结构简化及其静力分析

3.1引言

3.2结构的简化及分析模型的建立

3.3巨型弹性地基梁单元的刚度方程

3.4弹性地基梁内力计算公式的推导

3.5程序设计与分析计算

3.6算例与结果分析

3.7本章小结

3.8主要程序流程图

第四章弹性地基上空间巨型框架的简化振动分析

4.1引言

4.2结构的简化及分析模型的建立

4.3动力分析力学模型的建立

4.4算例与结果分析

4.5本章小结

4.6主要程序流程图

第五章弹性地基上空间巨型框架的简化稳定性分析

5.1引言

5.2平衡状态的稳定性及其分类

5.3结构的简化及分析模型的建立

5.4整体稳定性分析

5.5算例与结果分析

5.6本章小结

5.7主要程序流程图

第六章弹性地基上空间巨型框架的简化二阶效应分析

6.1引言

6.2结构的简化及分析模型的建立

6.3整体结构的二阶效应分析

6.4算例与结果分析

6.5本章小结

6.6主要程序流程图

第七章总结与展望

7.1论文总结

7.2研究展望

参考文献

致 谢

附 录：攻读硕士学位期间发表的学术论文汇总