【摘 要】
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作为新型建筑结构,高层斜交网格筒结构主要由相交斜柱与水平环梁组成,因其斜柱与环梁构成的三角形单元具有独特的建筑外观与优异的抗侧性能,近些年来备受关注。与传统“密柱深梁”式结构相比,相交斜柱可同时承担竖向荷载与水平荷载,并主要以斜柱轴力的形式进行传递。目前,关于该类结构力学性能的研究成果颇丰,但针对高层斜交网格筒结构简化计算方法的研究则相对较少。基于此,本文以高层斜交网格筒结构为研究对象,采用哈密顿
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作为新型建筑结构,高层斜交网格筒结构主要由相交斜柱与水平环梁组成,因其斜柱与环梁构成的三角形单元具有独特的建筑外观与优异的抗侧性能,近些年来备受关注。与传统“密柱深梁”式结构相比,相交斜柱可同时承担竖向荷载与水平荷载,并主要以斜柱轴力的形式进行传递。目前,关于该类结构力学性能的研究成果颇丰,但针对高层斜交网格筒结构简化计算方法的研究则相对较少。基于此,本文以高层斜交网格筒结构为研究对象,采用哈密顿力学,针对其弯曲问题、扭转问题以及弯扭耦合问题开展研究,提出高层斜交网格筒结构分析的哈密顿求解方法,该方法中的变量体系为二类变量体系,可有效避免产生一类变量求解体系中的高阶微分方程组,降低求解难度;同时为保证数值精度,利用精细积分法完成对偶变量求解,再将其转化为结构内力与变形,进而用于分析结构参数变化的影响。主要内容及成果如下:（1）将高层斜交网格筒结构等效为四块各向异性板围成的实腹筒体,分别建立高层斜交网格筒结构考虑剪力滞后的弯曲问题以及考虑翘曲的扭转问题的连续化计算模型;（2）基于哈密顿力学,分别推导出高层斜交网格筒结构弯曲和扭转时的哈密顿求解体系;（3）采用半离散化模型,建立高层斜交网格筒结构弯扭分析的哈密顿求解体系;（4）利用精细积分法求解上述问题,获得高层斜交网格筒结构弯扭分析的数值计算结果,并与有限元结果对比,验证所提方法的可靠性;（5）基于本文所提方法,进行结构参数化分析。结果表明,结构弯曲时,增大斜柱角度、主环梁跨数、结构长宽比,底部剪滞比会增大,而增大结构高宽比,底部剪滞比会减小;结构扭转时,增大斜柱角度会降低该类结构的抗扭刚度;结构弯扭时,扭转荷载会增大结构单向弯曲时底部剪滞比的分布区间,增大斜柱角度,底部剪滞比的分布区间会先减小后增大,增大主环梁跨数、结构高宽比,底部剪滞比的分布区间会减小。
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