現(xiàn)代大型建筑結構簡化分析方法與應用

前言

第1章 緒論 1

1.1 建筑結構分析方法的歷史回顧 1

1.2 建筑結構的發(fā)展與其分析方法的特點 3

1.3 現(xiàn)代大型建筑結構分析方法的思路與本書內容 5

參考文獻 8

第2章 連續(xù)-離散化方法 10

2.1 連續(xù)-有限元方法分析高層變剛度框-剪結構 10

2.1.1 剪-彎梁單元剛度矩陣 10

2.1.2 等效結點荷載 13

2.1.3 綜合剪力墻的樓層彎矩、剪力和綜合框架的樓層剪力及連梁約束彎矩 13

2.1.4 算例 14

2.1.5 計算中的幾個問題 15

2.2 連續(xù)-有限元方法分析平板網架結構 16

2.2.1 基本假設 16

2.2.2 梁的折算慣性矩I和折算抗剪剛度C 17

2.2.3 位移計算 18

2.2.4 內力計算 19

2.2.5 算例 20

2.3 連續(xù)-加權殘數(shù)方法分析變剛度框筒與筒中筒結構 23

2.3.1 變剛度框筒結構的微分方程 24

2.3.2 變剛度框筒結構的最小二乘配點法 25

2.3.3 變剛度筒中筒結構的計算 31

2.3.4 算例 31

2.4 連續(xù)-加權殘數(shù)方法在共同作用分析中的應用 34

2.4.1 連續(xù)-加權殘數(shù)方法分析框架與獨立基礎和地基共同作用 35

2.4.2 連續(xù)-加權殘數(shù)方法分析框架與基礎梁和地基共同作用 42

2.4.3 算例 43

2.5 連續(xù)-有限差分方法在共同作用分析中的應用 46

2.5.1 連續(xù)-有限差分方法分析框架與獨立基礎和地基共同作用 47

2.5.2 連續(xù)-有限差分方法分析框架與基礎梁和地基共同作用 49

2.5.3 算例 55

2.5.4 問題討論 56

參考文獻 57

第3章 超級單元方法 58

3.1 聯(lián)肢剪力墻結構分析的超級單元方法 58

3.1.1 聯(lián)肢剪力墻的微分方程 58

3.1.2 聯(lián)肢剪力墻中的幾個公式 60

3.1.3 聯(lián)肢剪力墻的超級單元剛度矩陣 61

3.1.4 等效結點荷載 65

3.1.5 內力計算 65

3.1.6 算例 67

3.2 高層、超高層框-剪結構考慮軸向和剪切變形的超級單元方法 69

3.2.1 計算模型及微分關系 69

3.2.2 考慮軸向和剪切變形的微分方程 72

3.2.3 超級單元的單元剛度矩陣 73

3.2.4 等效結點荷載 76

3.2.5 位移和內力計算 76

3.2.6 算例 77

3.2.7 問題討論 78

3.3 幾種高層建筑結構統(tǒng)一分析的超級單元方法 79

3.3.1 結構等效柱及其撓曲微分方程 79

3.3.2 結構等效柱的單元剛度矩陣 81

3.3.3 等效結點荷載 82

3.3.4 墻肢、框架柱的彎矩和剪力 82

3.3.5 算例 83

3.4 高層建筑結構考慮樓板變形計算的超級單元方法 85

3.4.1 等效柱及超級單元剛度矩陣 86

3.4.2 樓板單元剛度矩陣 86

3.4.3 等效結點荷載 87

3.4.4 結構內力 87

3.4.5 算例 88

3.5 高層建筑考慮扭轉簡化分析的超級單元方法 89

3.5.1 空間協(xié)同分析求解方程 89

3.5.2 平面抗側力結構側移剛度矩陣計算的超級單元方法 90

3.5.3 結構內力計算 91

3.5.4 算例 92

3.6 實體超級單元方法及其在建筑結構分析中的應用 95

3.6.1 空間框架結構三維實體超級單元的分析方法 95

3.6.2 空間桿系結構二維實體超級單元的分析方法 101

3.6.3 桁架、塔架結構一維實體超級單元的分析方法 106

3.6.4 解析超級單元與實體超級單元的異同 109

3.7 等效超級單元在巨型鋼框架結構分析中的應用 109

3.7.1 巨型柱、巨型梁的等效剛度 110

3.7.2 巨型柱、梁的二階內力分析的角變位移公式 112

3.7.3 巨型柱、梁的剛度矩陣 114

3.7.4 巨型框架一階分析 114

3.7.5 巨型框架二階分析 114

3.7.6 算例 115

參考文獻 116

第4章 解析超級單元方法在大型復雜建筑結構中的應用 118

4.1 變剛度斜交結構空間協(xié)同分析的超級單元方法 118

4.1.1 整體坐標系下平衡微分方程及其正則化 118

4.1.2 廣義空間薄壁剪-彎梁的單元剛度矩陣 121

4.1.3 單元荷載移置 124

4.1.4 局部坐標系下構件的位移、內力計算 125

4.1.5 算例 126

4.2 變剛度斜交結構考慮樓板變形分析的超級單元方法 127

4.2.1 廣義柱在柱坐標系下的超級單元剛度矩陣和單元荷載列向量 128

4.2.2 帶剛臂的深梁單元剛度矩陣 129

4.2.3 整體求解與各構件內力計算 131

4.2.4 算例 131

4.3 框支剪力墻結構簡化分析的超級單元方法 134

4.3.1 計算模型及計算假定 134

4.3.2 等效柱超級單元剛度矩陣及等效結點荷載 134

4.3.3 等代柱超級單元剛度矩陣及等效結點荷載 136

4.3.4 單片框支剪力墻位移和內力的計算 137

4.3.5 算例 138

4.4 框支剪力墻結構考慮樓板變形計算的超級單元方法 139

4.4.1 計算模型及計算假定 140

4.4.2 樓板單元剛度矩陣 140

4.4.3 結構位移和內力計算 140

4.5 框支剪力墻、落地剪力墻和壁式框架協(xié)同工作分析的超級單元

方法 142

參考文獻 143

第5章 解析超級單元方法在動力分析中的應用 144

5.1 框支剪力墻、落地剪力墻結構地震反應分析的超級單元方法 144

5.1.1 結構振動模型 144

5.1.2 超級單元剛度矩陣 145

5.1.3 結構的剛度矩陣及抗側移剛度矩陣 147

5.1.4 水平地震作用 147

5.1.5 結構的位移和內力 148

5.1.6 算例 149

5.2 高層建筑結構扭轉耦聯(lián)地震反應分析的超級單元方法 150

5.2.1 空間協(xié)同分析無阻尼扭轉耦聯(lián)自由振動方程及自振特性計算 151

5.2.2 平面抗側力結構側移剛度矩陣計算的超級單元方法 153

5.2.3 地震作用計算 154

5.2.4 結構位移和內力的計算 154

5.2.5 算例 155

參考文獻 158

第6章 解析超級單元方法在筒體結構和共同作用分析中的應用 160

6.1 變剛度筒中筒結構在水平荷載作用下協(xié)同分析的超級單元方法 160

6.1.1 計算模型及微分關系 160

6.1.2 筒中筒結構的微分方程 164

6.1.3 超級單元的單元剛度矩陣 165

6.1.4 等效結點荷載 166

6.1.5 位移和內力計算 167

6.1.6 問題討論 167

6.2 變剛度筒中筒結構在扭矩作用下協(xié)同分析的超級單元方法 168

6.2.1 筒中筒結構在扭矩作用下的連續(xù)化微分方程 168

6.2.2 單元剛度矩陣 169

6.2.3 等效結點荷載 170

6.2.4 內外筒的位移、內力計算 170

6.2.5 算例 171

6.3 等效梁超級單元方法在共同作用分析中的應用 172

6.3.1 等效梁的撓曲微分方程 173

6.3.2 等效梁的超級單元剛度矩陣 175

6.3.3 等效結點荷載 177

6.3.4 求解方程 177

6.3.5 基礎梁的內力 177

6.3.6 上部結構剛度貢獻的有限性 178

6.3.7 算例 178

6.4 考慮地基剛度貢獻的超級單元方法在共同作用分析中的應用 180

6.4.1 Winkler地基上等效梁的超級單元剛度矩陣 180

6.4.2 等效結點荷載 183

6.4.3 求解方程 184

6.4.4 基礎梁的內力 184

6.4.5 算例 185

參考文獻 186

第7章 大型建筑結構解析與數(shù)值相結合的分析方法 188

7.1 框筒與筒中筒結構的能量變分解法 188

7.1.1 框筒結構的求解方程及位移內力計算 188

7.1.2 筒中筒結構的總勢能及求解方程 192

7.1.3 算例 195

7.2 上部結構、筏形基礎和樁土地基共同作用的分析方法 196

7.2.1 筏形基礎的位移模式 197

7.2.2 筏形基礎的應變能 197

7.2.3 筏形基礎自重所做的功 198

7.2.4 樁土地基對筏形基礎的反力所做的功 198

7.2.5 上部結構柱結點作用力所做的功 198

7.2.6 基本方程 199

7.2.7 結構內力 201

7.2.8 算例 202

7.3 平板網架結構分析的超級條元方法 205

7.3.1 超級條元的位移模式 206

7.3.2 空間桿單元的一般有限元分析 207

7.3.3 超級條元的單元分析 207

7.3.4 結構的整體求解及構件的計算 208

7.3.5 算例 208

7.4 高層、超高層建筑結構分析的QR法簡介 208

7.4.1 QR法的基本原理 209

7.4.2 QR法特點 214

參考文獻 215

第8章 大型復雜建筑結構子結構分析方法與應用 216

8.1 高層、超高層建筑結構子結構分析方法 217

8.1.1 高層、超高層建筑結構子結構凝聚過程 217

8.1.2 高層、超高層建筑結構子結構方法求解方程 219

8.1.3 子結構方法的計算技巧 219

8.2 大型復雜建筑結構雙重與多重子結構分析方法 220

8.2.1 空間剪力墻結構與基礎地基共同作用的雙重子結構分析 220

8.2.2 考慮樓板作用對整體結構內力與位移影響的雙重子結構分析 222

8.2.3 考慮填充墻影響的框架結構與基礎地基共同作用的雙重子結構分析 223

8.2.4 帶裂縫的墻體單元 225

8.3 全子結構分析方法在上部結構與樁土地基共同作用中的應用 228

8.3.1 樁土地基的等效邊界剛度矩陣 228

8.3.2 共同作用的求解方程 230

8.3.3 結點位移、承臺結點土反力、樁身摩阻力和樁頂荷載的計算 230

參考文獻 230

第9章 大型建筑結構分區(qū)耦合、聯(lián)合分析方法 232

9.1 有限元與邊界元耦合分析方法 232

9.1.1 有限元型耦合方法 233

9.1.2 邊界元型耦合方法 235

9.2 有限元與無限元聯(lián)合分析方法 236

9.2.1 構造無限元的形函數(shù)和位移函數(shù)方法一 237

9.2.2 構造無限元的形函數(shù)和位移函數(shù)方法二 241

9.3 有限元與解析方法聯(lián)合分析共同作用 244

9.3.1 天然地基采用解析方法建立地基剛度矩陣與求解方程 244

9.3.2 樁土地基采用解析方法建立地基剛度矩陣與求解方程 245

參考文獻 247

第10章 大型建筑結構剛度局部變更后的分析方法及應用 248

10.1 結構剛2100433B

《現(xiàn)代大型建筑結構簡化分析方法與應用》論述現(xiàn)代大型建筑結構簡化分析方法及其在不同結構分析中的應用?！冬F(xiàn)代大型建筑結構簡化分析方法與應用》共10章，主要內容包括：介紹連續(xù)-離散化分析方法（連續(xù)-有限元方法、連續(xù)-加權殘數(shù)方法和連續(xù)-有限差分方法）及其應用；論述三種超級單元方法（解析超級單元、實體超級單元和等效超級單元）及解析超級單元在大型復雜結構分析、動力分析、共同作用分析和筒體結構協(xié)同分析中的應用；闡述子結構分析大型復雜建筑結構的新進展；運用解析和數(shù)值相結合的方法分析幾種不同的大型建筑結構；論述分區(qū)耦合、聯(lián)合分析大型建筑結構的方法；最后，為了避免結構重分析，論述大型建筑結構剛度局部變更后的簡化分析方法及其應用。

Ⅰ 鋼構

剪力一次分配法及其重分配

用側移傳播法分析單層復雜鉸接排架

高低跨廠房排架的空間靜力與動力特性計算法

Ⅱ 高層結構

高層建筑結構簡化計算的研究

高層建筑結構考慮樓板變形的空間分析

高層鋼框架P-△效應的簡化計算

高層鋼框架考慮節(jié)點域剪切變形的計算

交錯鋼桁架結構的側移分析

交錯鋼桁架結構的扭轉分析

Ⅲ 超高層結構

高層建筑結構的能量變分解

高層框筒及筒中筒結構的整體穩(wěn)定計算

變截面高層框筒結構的矩陣傳遞法2100433B

現(xiàn)代結構理論分析與簡化計算

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開　本：16開

I S B N：9787030293435

全書匯集作者各個時期從事結構理論研究的代表作，分為剛構、高層結構、超高層結構、薄殼結構、空間結構、拉索結構、雜交結構、地基基礎與高層結構的相互作用、結構控制、結構優(yōu)化、高聳及膜結構等11個專題。

書中內容涉及靜力與動力、線性與非線性，結構控制與結構優(yōu)化以及地基基礎與高層結構的相互作用等各個領域。書中提出的分析方法有能量變分法、分解剛度法、微分方程法、加權殘數(shù)法、半解析半殘數(shù)法、傳遞矩陣法、極限平衡法、力法、形變法、側移傳播法及剪力一次分配法等，理論闡述正確，概念清晰，且均有算例以說明之。