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《高层建筑刚臂-芯筒结构体系的弹塑性动力分析的迁移子结构法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第17卷 第2期西安公路交通大学学报Vol117No121997年6月JournalofXi'anHighwayUniversityJun11997高层建筑刚臂—芯筒结构体系的弹塑性动力分析的迁移子结构法①刘 睫 梅占馨 傅学怡[①西安公路交通大学建筑工程系,西安710064;讲师]摘 要:以高层建筑中刚臂—芯筒结构体系为分析对象,在对刚臂进行有限元分析的基础上,采用杆系一层模型进行了该体系的的弹塑性动力分析。将迁移子结构法用于高层建筑的动力分析中,并将该法和Wilson-H法结合起来求解高层建筑的非线性时程响应计算了两个工程实例,结果证明这是一种具有较好精度和行之有效的方法。关
2、键词:高层建筑,刚臂—芯筒体系,弹塑性动力分析,迁移子结构法分类号:TU328Elastic-PlasticDynamicAnalysisofOutrigger-CoreSystemofTall-BuildingbyFETM①LiuJieMeiZhanxinFuXueyi[①DepartmentofConstructionEngineering,Xi'anHighwayUniversity,Xi'an710064]Abstract:Inthispapertheoutrigger2coresystemoftallbuildingisanalysed.Basedonthefiniteel
3、ementanalysistheoutrigger,thispaperpresentsanelastic2plasticdynamicanalysistosystembyusingthecombinedMember2storymodel.ThepaperappliestheFETM(finiteelementtranstermethod)tothedynamictime2historyresponsethroughtheunionofFETMandWilson2Hmethod.Throughcalculatingtwoengineeringexamples,itisprovedtha
4、ttheFETMisafeasibleandvalidmethodinawaywithaccuracy.Keywords:high2rise,outrigger2coresystem,elastic2plasticdynamicanalysis,FETM控制高层建筑的侧向位移是抗震设计任务之一,对于高层建筑不可避免地会遇到结构在地震或风载作用下位移过大,以及承担主要水平力的内筒弯矩过大的问题。刚臂—芯筒体系通过在适当位置加刚臂来提高结构的水平刚度,可以比较有效地解决这一问题。对于高层建筑这样的大型结构其自由度成千上万,动力分析的工作量十分巨大,为此文献[1]～[6]提出了各种动态子结
5、构技术。其中子结构模态综合法和子结构界面位移综合法各有不足之处,相比之下迁移子结构法用在高层建筑动力分析中未见有文章发表,该法以往仅用于链式结构,本文将其推广至高层建筑中,它是子结构法加传递矩阵法,用一系列矩阵相乘运算克服了高次项所带来的困难,传递矩阵方程直接由界面力向量和位移向量表达,降原结构整体方程为仅包含顶层和底层状态向量的方程,大大降低了方程的维数,同时内存小、速度快且能得出精确结果。本文1996年5月31日收到。第二作者的工作单位为西安建筑科技大学©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第
6、2期 刘 睫等:高层建筑刚臂—芯筒结构体系的弹塑性动力分析的迁移子结构法 751 结构的力学模型及简化模型111 基本假定楼板在其平面内刚度无限大,平面外刚度忽略不计。建筑物各层的质量中心和刚度中心相一致,且在同一条铅直轴上,不考虑扭转变形。薄壁芯筒按等效剪力墙考虑。对刚臂的分析不考虑进入塑性。112 力学模型本文采用的力学模型为文献[7]提出的杆系一层模型,它介于杆系模型和层模型之间,兼顾各自的优点,即每层考虑一个集中质量,而层刚度则由杆系形成,它的特点可概括为:“静按杆系,动按层间,分别判断,合并运动”。113 结构的简化模型利用框筒结构的对称性(本文的方法并不局限于
7、对称结构),将结构简化为每层一个外柱和一片内筒墙的模型,刚臂简化为一个平面结构。在该简化模型的基础上,本文采用了子结构技术,就是沿高度方向将几层类型相同的层划分为一个子结构,先对各子结构进行受力分析,然后进行子结构凝聚,聚缩掉各子结构内部对应于转动自由度和竖向自由度相关的刚度元素,仅保留相应于水平自由度和子结构界面自由度相应的刚度阵中的元素,重新组成原结构,再对整个结构进行受力分析。2 杆件的弹塑性刚度阵211 刚臂的单刚因不考虑其进入塑性,刚度阵为弹性阵
