筒体结构弯扭耦合动力时程分析

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筒体作为高层建筑普遍采用的一种结构形式,它的主要特点是空间受力性能。无论哪一种筒体结构,在水平力作用下都能看成固定于基础上的箱型悬臂构件,它比单片结构具有更大的抗侧刚度和承载力。随着建筑结构高度的增加,地震作用的危害也越来越大,而仅仅在静力荷载作用下进行结构的分析己不能满足工程设计的要求,对建筑结构的地震作用进行动力分析具有重要的现实意义。本文对筒体结构进行简化看成是一端固定一端自由的薄壁筒,采用薄壁杆件模型。对结构进行弯扭耦合分析,考虑框筒剪力滞后效应。先从结构变形能和外力势能求得结构的总势能,进而求得结构的拉格朗日体系,再导出哈密顿对偶体系,由两端边值问题的精细积分法中的区段混合能矩阵推导出结构每层的刚度矩阵,利用有限元刚度集成法形成整体刚度矩阵。本文采用多质点体系质量矩阵和瑞雷阻尼矩阵。利用初值问题的精细积分法来求解结构的动力方程,并编制相应的Matlab程序。最后通过具体算例分析,将本文结果与文献结果进行对比,从而验证本文方法的可行性。本方法具有概念清晰、物理意义明确、数值计算精度高等优点,为研究此类工程的提供了一种新的求解方法,具有一定的工程参考价值。
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