本文選題：巨型框架結(jié)構(gòu) + 結(jié)構(gòu)分析�。� 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：巨型框架結(jié)構(gòu)是一種新型高效和具有良好發(fā)展前景的超高層結(jié)構(gòu)體系。目前國內(nèi)針對該結(jié)構(gòu)體系的理論、實(shí)驗研究和工程應(yīng)用都尚處于初期階段,還有很多問題亟待深入研究。本文依托國家自然科學(xué)基金項目“超高層巨型框架減震結(jié)構(gòu)體系地震能量分析和抗倒塌能力研究”(項目編號：51378167),基于結(jié)構(gòu)分析QR法,從鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)到巨型組合框架結(jié)構(gòu),從結(jié)構(gòu)的靜力分析到地震反應(yīng)分析,探討了結(jié)構(gòu)分析QR法及其在巨型框架結(jié)構(gòu)分析中的工程應(yīng)用問題,就QR法的簡化及程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行深入研究。第一章簡單介紹巨型框架結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)、國內(nèi)外工程應(yīng)用及研究現(xiàn)狀,總結(jié)了結(jié)構(gòu)分析QR法的研究應(yīng)用情況,最后指出本論文主要研究內(nèi)容。第二章闡述結(jié)構(gòu)分析QR法的基本理論。介紹樣條函數(shù)基本概念及樣條基函數(shù)構(gòu)造,結(jié)構(gòu)離散化與樣條離散化,QR法的分析步驟及特點(diǎn),分析該方法的簡化及程序?qū)崿F(xiàn),以及不規(guī)則結(jié)構(gòu)的處理措施,為后續(xù)相關(guān)章節(jié)結(jié)構(gòu)分析奠定必要理論基礎(chǔ)。第三章開展鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)分析QR法的應(yīng)用研究。介紹巨型框架結(jié)構(gòu)簡化力學(xué)模型,深入研究節(jié)點(diǎn)剛域和剪切變形影響下的單元剛度矩陣和固端力計算式,詳細(xì)說明巨型框架結(jié)構(gòu)靜力分析QR法的計算步驟及程序設(shè)計流程。通過算例計算與分析,研究節(jié)點(diǎn)剛域和剪切變形對巨型框架結(jié)構(gòu)性能的影響,同時驗證該方法及其計算程序用于巨型鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)分析的有效性和可行性。第四章開展基于QR法的巨型組合框架結(jié)構(gòu)分析研究。介紹半剛性連接基本理論,研究考慮半剛性連接的單元剛度矩陣和荷載向量及其計算,建立適用不同類型桿件的通用單元剛度矩陣。利用典型算例計算與分析,分析不同連接方式對結(jié)構(gòu)性能的影響,同時驗證該方法及其計算程序應(yīng)用于巨型組合框架結(jié)構(gòu)的有效性和可行性。第五章研究巨型框架結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的QR法。推導(dǎo)出考慮剪切變形影響的單元質(zhì)量矩陣,建立巨型框架結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的新格式,說明該方法的程序設(shè)計流程。通過算例計算與分析,驗證該方法是一種經(jīng)濟(jì)、有效且可行的結(jié)構(gòu)分析方法,為巨型框架結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析提供了新思路。第六章對本文研究工作進(jìn)行總結(jié)和展望,指出主要創(chuàng)新點(diǎn)和存在的不足。主要研究成果分列如下：(1)基于三次B樣條函數(shù)基函數(shù)構(gòu)造方法,構(gòu)造一組新的樣條基函數(shù),用于結(jié)構(gòu)位移函數(shù)構(gòu)造。(2)提出“等效樣條劃分步長”概念,利用數(shù)學(xué)取整函數(shù),可直接由節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)確定樣條結(jié)點(diǎn)編號,從而使不規(guī)則結(jié)構(gòu)適用于QR法的簡化計算。(3)基于能量變分原理,推導(dǎo)出考慮剪切變形效應(yīng)的空間梁柱單元剛度矩陣及非節(jié)點(diǎn)荷載作用的固端力計算式,為編寫鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)和巨型組合框架結(jié)構(gòu)靜力和地震反應(yīng)分析程序奠定基礎(chǔ)。(4)分析節(jié)點(diǎn)剛域存在時平面和空間梁柱單元剛度矩陣的表達(dá)式,指出了節(jié)點(diǎn)剛域?qū)Ψ枪?jié)點(diǎn)荷載作用下固端力計算的影響及處理對策。(5)討論節(jié)點(diǎn)任意連接方式的平面梁柱單元剛度矩陣和固端力計算式,在平面梁柱基礎(chǔ)上,構(gòu)造出考慮節(jié)點(diǎn)任意連接方式的空間梁柱單元剛度矩陣。(6)針對巨型組合框架結(jié)構(gòu)多種類型桿件單元的情況,構(gòu)造出可考慮連接方式、剛域和剪切變形影響的通用平面和空間梁柱單元剛度矩陣,以便巨型組合框架結(jié)構(gòu)計算程序開發(fā)。(7)建立巨型框架結(jié)構(gòu)靜力和地震反應(yīng)分析的新計算格式,采用MATLAB語言編寫相應(yīng)的計算程序。通過算例對比分析,檢驗相關(guān)假設(shè)及計算程序的正確性,探討QR法用于巨型框架結(jié)構(gòu)分析的有效性和可行性。
[Abstract]:This paper introduces the basic theory of QR method of mega - frame structure , analyses the structure of mega - frame structure and analyzes its application in the analysis of mega - frame structure . ( 3 ) Based on the principle of energy variational principle , the rigid matrix of beam and column elements considering shear deformation and the calculation formula of solid end force of non - nodal loads are derived .
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU973.15
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本文編號：1981025