【摘 要】
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本文主要研究平面半刚性连接钢框架的动力分析方法。梁柱连接节点的半刚性、几何非线性是影响钢框架结构动力响应的主要因素,不容忽略;动力微分方程的解法也是结构动力分析的关
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本文主要研究平面半刚性连接钢框架的动力分析方法。梁柱连接节点的半刚性、几何非线性是影响钢框架结构动力响应的主要因素,不容忽略;动力微分方程的解法也是结构动力分析的关键技术,因而本文主要围绕两大主题:(1)钢框架动力微分方程的求解;(2)考虑梁柱连接节点半刚性、几何非线性影响时,钢框架的动力性能。围绕以上主题,需要解决以下几个关键问题:(1)如何分析钢框架结构体系中板(楼板、屋面板)的振动问题。(2)如何建立考虑梁柱任意连接节点的统一梁单元模型。(3)如何快速有效地求解钢框架结构的非线性动力微分方程。(4)通过对算例的结果分析,如何定量地分析连接的半刚性对钢框架动力响应及动力特性的影响。
为解决上述问题,本文所做的工作如下:(1)针对结构动力特性求解的广义特征值问题,提出了改进型Ritz迭代向量法和新的加速方法一单参数加速法及多参数加速法;改进了大型稀疏矩阵的存储运算机制,提出一种新的稀疏矩阵管理方法一四组存储法。(2)针对结构动力微分方程组的求解,提出了李雅普诺夫方法和高精度级数展开法,改进了大型复杂结构动力微分方程求解的稳定性和效率。(3)建立了弹性厚/薄板振动分析的样条无单元法计算格式。(4)分析了平面半刚性连接钢框架的动力特性及动力响应。(5)应用VC++和Matlab软件编制了相应的计算机程序,分析了典型算例。分析结果表明,结构的几何非线性和半刚性连接相互影响,增加了结构的侧移响应,同时降低了底部剪力,改变了钢框架结构的动力性能,在设计中不可忽略。
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