简述高层双塔连体梁式转换结构的有限元法

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  摘要:自上个世界70年代以来,我国在建筑学方面取得了新的突破,特别是在引入了一些高科的建筑技术后,它极大的推动了我国建筑事业的发展。与此同时,高层建筑结构的转换结构体系也应运而生了。目前,它正朝着多样化的方向发展。梁式转换层结构作为高层建筑中实现垂直转换的常用结构形式,在高层双塔连体也得到了很好的应用,现代工作人员在这个基础上还运用了有限元法,实现了高层双塔连体的有效建筑。本文主要从梁式转换结构的受力原理出发,结合有限元法在双层高塔连体梁式转换结构的运用,对于它的发展提出了建设性的建议和看法。
  关键词:高层双塔梁式转换结构有限元法发展前景施工模拟
  
   我国现阶段高层建筑梁式转换结构已经有了很广泛的推广和运用,研究高层双塔连体梁式转换结构的有限元法,对于建筑事业单位有着重大的指导意义。要进一步拓展他的运用,我們必须先了解有限元法的定义以及它的运作模式,除此之外,我们还应该透彻分析梁式转换结构的基本操作原理以及具体运作的一些注意事项,便于高层建筑具体施工。
  有限元法的相关概念
   有限元法作为建筑体系里面一种新型的计算方法,在建筑工地的很多方面的设计节省了,要在实际中发挥它的作用,我们必须先对它的一下概念有所了解。
  ,有限元法的定义
   目前我们关于有限元法的定义是:将连续的求解域离散为一组单元的组合体,用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数,近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。
  ,有限元法的操作步骤
   有限元法的操作步骤是根据它自身特点来设定的,主要可以分为以下几个层次:
  首先是将区域分割出来,离散成有限个元素的集合,这些元素在形状上是可以自行选择的。
  其次是分片插值,用分割单元中形状函数以及离散网络点上的函数值来表示分割单元中任意点的未知函数。最后一步也是有限元法的核心了,根据前面的分割求解近似变分方程。
  二、梁式转换层结构受力机理分析和结构设计原则
   高层双塔连体是目前建筑中技术含量比较高的建筑体系,它基于本身的特点,需要在实际施工中很好的运用梁式转换结构体系,因此我们要先从它的工作原理和受力机理分析出发。
  ,梁式结构的受力机理
   梁式转换层结构的传力途径为墙、梁、(墙)的形式,传力直接,便于分析计算。在高层双塔连体的建筑中,它需要上部剪力墙与转换大梁的刚度适中,来衔接着转换大梁与下部的受力刚度。目前我们已经运用了有限元法分析转换梁结构与上部墙体一起工作时的性能对转换梁承托层数对其内力的影响。从计算分析不论转换大梁上部墙体的形式如何,只要墙体有一定长度,转换大梁中的弯矩就会比不考虑上部墙体作用要小,同时转换大梁也会有一段范围出现受拉区。
  ,梁式转换结构的设计原则
   高层双塔连体建筑在实际施工中有更高的难度,它里面运用的梁式转换层的设计会导致建筑物在刚度上发生突变,在外力作用下,转换层容易形成薄弱环节。在设计高层转换层时要考虑好各个方面的因素。在一定的原则上进行设计。
  有限元法在高层双塔梁式转换结构中的运用
  ,计算出单元网络模型构造
  在高层双塔连体梁式结构中,有限元法主要是通过自己的功能对整个结构进行计算和规范。通常情况下在确定好一个建筑目标时,通过有限元法运用的三部曲依次表示每一个未知数的函数关系,技术人员根据它计算出来的关于梁式结构在自身每个细节方面具体的数字结构进行单元网络模型的设计。有限元法不仅在计算速度上有很高科技含量,其计算准确度也是相当的精确的,给技术人员提供了又参考价值的数据。
  ,地震下的位移
   通常情况下由于高层建筑的受力体主要集中在下部,上部和下部只是一个很好的承接体,而在施工时可能由于其他方面的因素,如刚度突变,则会导致一定的位移偏差,有限元法可以很好的计算出各个方向位移的具体数据,提供技术人员和施工人员可靠的数据信息,减少施工时的事故发生。
  有限元法的改进
   虽然有限元法在高层双塔连体梁式结构中已经得到了很好的利用,对于梁式转换结构自身的发展有着很大的帮助,但是为了与新时代高科技术发展的速度处于同一战线上,还需要加强有限元法自己的一些改进,更好的与梁式转换结构体系相结合,为我国高层建筑事业发展做出新的贡献。可以从以下几个方面做起:
  ,与网络技术联合
   有限元法在现有的基础上可以在加强和网络技术的结合,做好数据的存储工作,可以提高它在结构设计的精确度。可以实现转换层与下部结构竖向发生突变的概率,提高下部结构截面的尺寸,提高混泥土的强度增强剪力墙的目标。
  ,在梁式结构的运用中不断改进
   有限元法作为梁式结构设计的一套重要的计算方法,对于它的发展起到了推动作用。
  对于梁式转换结构中转换梁与上部共同工作的程度要根据具体的情况加以区分,这样可以有针对性的在施工运行时有所注意,避免转换梁的支座剪力不符合实际情况。我们可以根据转换梁实际操作中来发现有限元法现在存在的不足之处,并积极寻找方法改进。实现两者的有机结合。
  五、结束语
   在土地资源日趋紧张的今天,高层建筑在节省空间,保护城市环境,促进社会经济发展等方面做出了重要的贡献。高层双塔连体建筑作为现代化高层建筑的一个子系统同样发挥着不可替代的作用。今后在经济发展的带动下,网络计算机技术的普及下,高层建筑必然会取得新的突破,为社会发展做出新的贡献。梁式转换结构在有限元法的的支撑下,必然会不断改进自身的结构,研究出更加先进适合高层建筑的的理论体系。有限元法在现有的基础上同样可以联合时代多方面的技术,改进自己的计算方法,更好的作用于今后我国高层建筑事业的发展。
  参考文献:
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