论现代高层建筑结构力学分析方法(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04

  
  4. 高层建筑结构弹塑性动力分析方法
  
   从1978年以来,高层建筑结构弹塑性动力分析(亦称时程法)的研究和应用在我国迅速发展。这种方法是将地震波记录直接输入结构,考虑结构的弹塑性性能,依据结构弹塑性恢复特性建立动力方程,用逐步积分法直接求出地震过程中位移、速度和加速度的时程变化,从而能够描述结构在强震作用下,在弹性和非弹性阶段的内力变化,以及结构构件逐步开裂、屈服、损坏直至倒塌的全过程。
   从理论上讲,这种方法有不少优点,如能够发现结构的薄弱环节,对结构的变形、延性的分析比较符合实际,预计的破坏形态与实际震害比较接近等.但这种方法的前提条件与实际较难符合,如需要拟建场地实际强震记录,实际上很难收集到。最近,国内外研究人工随机地震波作为输入地震波取得很大进展。结构的计算模型,用的更多是层模型。现在考虑楼板变形影响,采用并列多质点计算模型的方法也在研究中 ,也有一些研究考虑了基础的平移和转动,将土体、基础和上部结构共同考虑的耦合振动也取得成果。近年来考虑扭转振动,斜向输入双向地震波的动力分析法也取得了进展。
   但是目前对采用时程法仍有不同看法,要采用大型高速计算机,典型地震波本身不一定代表要发生的真正地震,因此在研究时程法同时,一些简化的近似方法也应加以进一步研究。不管怎样,当今的趋势,各国在抗震规范修订本或修订草案中,正越来越多要求作直接动力分析。除了日本和美国外,印度和加拿大规范,在设计超高层建筑时,要求选择适当的地震波,进行直接动力分析。
  
  5. 基于最优化理论的结构分析方法
  
   结构最优化设计是把数学上最优化理论结合计算机技术应用于结构设计的一种新型设计方法。它的出现,使设计者能从被动的分析、检验,而进入主动"设计'。因而对于一定的空间要求,高层建筑结构的优化设计应以最小重量产生最大刚度,框架剪力墙结构中剪力墙的最优数量和最优布置是优化设计在高层建筑结构中应用的第一个课题。
   有学者认为,在框架剪力墙高层建筑中,剪力墙刚度不是愈大愈好,而是有一个合适的刚度,这个观点现在被愈来愈多的人所接受;该文是在分析剪力墙刚度与地震作用相互内在关系的基础上,把确定框架剪力墙高层建筑结构在地震作用下剪力墙合适刚度问题归结为结构优化设计问题,建立了确定剪力墙最优刚度的数学模型:第一次提出了与日本人不同的度量指标, 提出了以单位建筑面积上剪力墙惯性矩作为高层房屋不致破坏的度量指标, 由于这种观点能够紧紧抓住问题的本质,用目前仍处于研究和开发阶段的建筑结构优化设计进行研究,从理论上比较严谨地解决了这个问题,建立的确定剪力墙最优刚度的数学模型是合理的,得到剪力墙数量是最省的,证明了该方法有广阔的应用前景。
  
  结束语
  
   目前,高层建筑结构力学分析还是停留在利用现有的计算理论进行被动设计的阶段,不能从根本上满足未来高层建筑朝着技术功能先进和艺术完美相结合的方向发展。因此,对高层建筑的结构力学分析需要实践来改进和发展,并以此促进高层建筑结构的不断完善。
  
  参考文献
   [1] 周坚. 高层建筑结构力学[M]. 机械工业出版社, 2006-01.
   [2] 高层建筑结构方案优选[M]. 中国建筑工业出版社, 1996-06.
核心期刊快速发表
Copyright@2000-2030 论文期刊网 Corporation All Rights Reserved.
《中华人民共和国信息产业部》备案号:ICP备07016076号;《公安部》备案号:33010402003207
本网站专业、正规提供职称论文发表和写作指导服务,并收录了海量免费论文和数百个经国家新闻出版总署审批过的具有国内统一CN刊号与国际标准ISSN刊号的合作期刊,供诸位正确选择和阅读参考,免费论文版权归原作者所有,谨防侵权。联系邮箱:256081@163.com