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《河南理工大学》 2010年
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高层建筑和高耸结构的简化动力分析

张伟杰  
【摘要】: 近年来,随着高层建筑和高耸结构的大量兴建,对此类结构的动力分析显得愈加必要与迫切。本文根据等效刚度原则和等效质量原则,建立高层建筑和高耸结构的等效连续化模型,然后根据Hamilton原理推导出等效连续化模型自由振动和强迫振动时的控制微分方程及其相应的边界条件,将动力学问题转化为常微分方程组的特征值问题或边值问题,并利用高质高效的常微分方程求解器进行求解。具体内容有如下方面: 1、根据高层建筑和高耸结构自身的特点,在传统连续化分析方法的基础之上,将高耸结构考虑成变质量变刚度的广义Euler悬臂梁;将变截面高层筒体结构考虑成能同时考虑弯曲、剪切、轴向变形和扭转变形的变截面广义空间Timoshenko悬臂梁,此模型可以更加清楚的反映结构的受力特性,更加具有实际意义; 2、介绍了常微分方程边值问题求解程序COLSYS及特征值问题求解程序COLEGN,并运用FORTRAN95计算机语言编制了相应的子程序,通过对高层建筑筒中筒结构自由振动问题的计算验证了其求解速度与精度; 3、找到了能很好的描述高耸结构刚度和质量沿高度变化的函数,推导了高耸钢塔架的等效抗弯刚度,并对其进行了自由振动分析和在水平地震作用下的动力响应分析; 4、找到了能很好的描述变截面高层筒体结构刚度和质量沿高度变化的函数,并对其进行了自由振动分析以及在多维简谐动力作用和多维矩形冲击荷载及爆炸冲击荷载作用下的动力响应分析。 计算结果表明,本文所提方法计算简单且满足精度要求,是经济有效的计算方法,可以为高层建筑和高耸结构的方案设计、抗震分析及整体性能评估提供参考。
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU973.2

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨威威;曲边筒体结构体系的半解析分析[D];河南理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵小宁;多高才算胜者──高耸结构的纪录应当规范化[J];四川建筑科学研究;1999年01期
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3 冷锦文;;双轴对称变截面框筒结构在扭矩作用下的分析[J];工程力学;1989年04期
4 龚耀清,包世华,龙驭球;弹性地基上高层建筑结构对确定性动力作用的稳态反应[J];工程力学;2000年02期
5 叶康生,袁驷;常微分方程特征值问题求解器解法的改进[J];工程力学;2004年03期
6 袁驷;介绍一个常微分方程边值问题求解通用程序——COLSYS[J];计算结构力学及其应用;1990年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 韩建刚,黄义,暴瑛;多变量小波有限元法在求解中厚板问题中的应用[J];四川建筑科学研究;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周明珏;岑松;傅向荣;;杂交应力函数单元在裂纹扩展问题中的应用[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
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5 周春桂;谢石林;胡杰;张希农;;基于有限元和神经网络的杂交建模研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
6 连海宁;林卫勇;胡进军;;Ⅰ_1建筑场地反应谱参数取值探讨[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
7 龚耀清;杨小林;;地基变形对高层建筑结构的影响[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
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9 王佐才;任伟新;;基于梁段有限元法的大跨度铁路箱梁桥的动力特性研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 王霞;;支推滑动球轴承在非刚性连接下的转子-支承系统振动特性分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 折勇;直角域中圆形夹杂与裂纹反平面动力的相互作用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 孟丹;钢悬链线输流立管非线性振动数值模拟[D];中国海洋大学;2010年
5 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
6 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
7 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
8 吴静;多重螺旋箍筋增韧轻质混凝土抗震性能研究[D];武汉理工大学;2010年
9 郭猛;框架—密肋复合墙结构抗震性能与设计计算方法研究[D];北京交通大学;2011年
10 王英杰;考虑车体柔性的车—桥动力响应分析及行车舒适性影响因素研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫丽梅;高层建筑结构自由振动分析的ODE方法[D];河南理工大学;2010年
2 李朝;箱形桥梁结构的半解析分析[D];河南理工大学;2010年
3 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
4 刘鸣;双回路直线型圆管角钢组合型输电塔静动力分析[D];山东科技大学;2010年
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7 孔维峰;汽车水泵总成的动态特性研究[D];郑州大学;2010年
8 王丽君;钢纤维混凝土剪力墙非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
9 王永伟;框架一剪力墙结构抗震性能分析[D];郑州大学;2009年
10 王斌;浅层地表缺陷动力探测技术研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵鸣,屠成松;筒体结构内力与变形的拟平面法[J];四川建筑科学研究;2000年04期
2 周茂森,陈朝晖;平面杆系结构自由振动的一种解析解法[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年07期
3 刘海卿,戴君武,姜山,宋恩泉;高层建筑结构全三维有限元分析[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1997年01期
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6 龚耀清,包世华,龙驭球;弹性地基上高层建筑结构对确定性动力作用的稳态反应[J];工程力学;2000年02期
7 段晓农;新型筒体结构体系[J];海南大学学报(自然科学版);1996年02期
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9 袁驷;介绍一个常微分方程边值问题求解通用程序——COLSYS[J];计算结构力学及其应用;1990年02期
10 方亚非,袁驷;分段常微分方程边值问题的改进COLSYS算法[J];计算力学学报;2002年03期
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 孙江兰;超高层建筑带斜撑巨型框架结构体系的简化分析[D];河南理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 包世华,张亿果;变截面框架-剪力墙-薄壁筒斜交结构考虑楼板变形时的振动计算[J];地震工程与工程振动;1991年03期
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【相似文献】
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1 兰朋,陆念力;复合载荷下高耸结构p-△效应的精确解析[J];哈尔滨工业大学学报;2003年07期
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10 吕中荣;刘济科;陈伟欢;;基于环境振动的高耸结构动力特性监测[A];第二十一届全国振动与噪声高技术及应用学术会议论文集[C];2008年
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1 李婵;项海帆:让风穿过钢铁长虹[N];中国建设报;2003年
2 记者  袁孝铭 通讯员  王新民;抢占制高点 打造高精尖[N];建筑时报;2006年
3 刘黎霞季轩;广州西塔耗资535万装上“心电图”[N];广东建设报;2008年
4 陆峰 刘玉琴 顾雷鸣;苏通长江公路大桥正式通车[N];中国经济导报;2008年
5 牛娜;企业文化建设要与时俱进[N];中国乡镇企业报;2002年
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1 罗乃东;基于可靠度的高层、高耸结构抗风分析[D];大连理工大学;2002年
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8 卜国雄;高耸结构基于性能的TMD/AMD设计及其动力可靠度分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 王俊;高耸工程结构基础约束刚度识别研究[D];东南大学;2006年
10 吴静;大跨越输电塔线体系静动力研究[D];同济大学;2007年
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1 胡伟;高耸结构绕流与流固耦合的数值模拟[D];西安建筑科技大学;2010年
2 张伟杰;高层建筑和高耸结构的简化动力分析[D];河南理工大学;2010年
3 Nguyen Trong Thang(阮重胜);调谐液柱阻尼器在高耸结构风振控制中的研究[D];昆明理工大学;2012年
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6 邱立凡;可控的MTMD摩擦力对高耸结构的控制影响分析[D];西安建筑科技大学;2010年
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8 王银志;水电站高耸进水塔结构的抗震分析[D];大连理工大学;2003年
9 崔艳丽;复合MTMD控制高耸结构风振研究[D];西北工业大学;2003年
10 刘亚琦;圆截面高耸结构的横风向风振研究[D];武汉大学;2004年
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