框架结构考虑楼板刚度变化的有限元模型分析

摘要

由于对建筑物使用功能要求的提高，高层建筑在实际工程中的应用越来越广，而且国内高层建筑绝大多数都是采用计算机程序进行分析。目前许多结构设计软件，为了提高结构计算的速度，均采用了刚性楼板假定，对楼板刚性的研究及结论都是建立在对大量工程的归纳、总结上，所得的结论没有足够的理论推导及证明，缺乏说服力：而且对于楼板刚性的判断不一致，使得工程师在做方案选择时存在较大的分歧。 本文以框架结构这一常见的结构型式为研究对象，采用通用大型有限元分析软件ANSYS对结构进行有限元静力分析、模态分析和动力时程分析。采用弹性楼板假定分别建立不同楼板刚度有限元分析模型，着重讨论了不同楼板刚度变化对框架梁、框架柱、楼板内力分布的影响及结构的动力特性和在水平地震作用下的动力响应规律，指出框架结构需慎重适用刚性楼板假定。通过分析找出了这一结构形式在不同楼板刚度工况下结构的内力变化、动力特性及地震响应规律，并对不同计算结果出现原因做了初步分析。在分析的基础上，提出了一些有意义的设计建议，具有一定的参考价值。 本文的工作旨在通过对框架结构的分析和研究，深入认识和了解楼板刚度变化对计算结果的影响，为设计提供一定依据，并为今后的研究工作打下基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 研究意义

1.2 国内外目前研究现状

1.2.1 目前主要结构分析程序介绍

1.2.2 各程序对楼板所采用的力学模型

1.3 本文研究的主要内容

2 有限元分析方法及软件简介

2.1 有限元法发展概论

2.2 有限元法基本思路

2.3 所用软件ANSYS介绍

2.3.1 ANSYS发展过程

2.3.2 本文所用单元简介

3 框架结构静力有限元分析

3.1 框架结构简介

3.2 单元类型选择和计算参数设定

3.3 重力荷载下的结构响应

3.3.1 考虑楼板厚度变化对计算结果的影响

3.3.2 楼板长宽比L／B变化对计算结果的影响

4 框架结构动力有限元分析

4.1 模态分析

4.1.1 模态分析原理

4.1.2 框架结构模态分析

4.2 瞬态动力学分析

4.2.1 瞬态动力学分析概念

4.2.2 框架结构的地震波瞬态分析

结 论

致谢

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间发表的论文