筒体结构弯扭耦合分析

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简体结构以其优良的抗侧力性能和空间刚度,被广泛地应用于高层建筑中。简体结构在水平荷载作用下产生的剪力滞后效应降低了结构的空间作用,对其的研究一直是关于筒体结构的重要课题之一。另外,框筒结构中楼板对结构的作用,核芯筒中连梁的作用以及简体结构的弯扭耦合问题也备受学者关注。本文的主要研究内容如下:(1)本文基于连续化原理,将框筒结构等效为由正交各向异性板和角柱围成的薄壁实腹简,采用了简体结构力学分析的等效连续化模型。(2)考虑框筒结构的剪力滞后效应时,将翼缘框架的轴向位移假定为沿板宽呈二次抛物线分布,采用非连续化方法考虑楼板的作用。导出了考虑剪力滞后效应和楼板作用时框筒结构弯扭分析的哈密顿对偶求解体系;将核芯筒的连梁视为外部支撑,考虑外框筒的剪力滞后效应,建立了筒中筒结构弯扭耦合分析的哈密顿对偶求解体系。(3)对上述求解体系应用精细积分法进行求解,求解过程通过MATLAB语言编制的程序实现。分析了框简结构弯曲时的翘曲应力,剪力滞后效应明显,通过与其他方法对比,结果吻合较好,表明了本方法的正确性;对比分析了楼板对结构纵向翘曲的影响。(4)分析了核芯筒的连梁的抗扭作用,结果表明连梁的抗扭作用明显,不可忽视。通过算例分析了简中筒结构的弯扭耦合问题,结果表明本文建立的求解体系是有效的。本文提出了一种分析筒体结构的新方法,所编制的程序既适用于对称截面又适用于非对称截面,并且具有多种荷载加载形式供选择,能够计算常见形式的简体结构。应用本课题的研究成果对工程设计具有一定的指导意义。
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