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高层建筑箱形转换层结构计算

梁文彦  
【摘要】:近年来,高层建筑发展迅速,建筑朝体型复杂,功能多样的综合用途发展。从建筑功能的要求上,上部需要小开间的轴线布置,下部公用部分则希望有尽可能大的自由灵活空间,柱网要大,为了满足建筑功能的要求,结构必须以与常规方式相反进行布置,为了实现这种布置,就必须在结构形式不同的上下部之间设置一个特殊的楼层,使其能承受上部结构的各种内力,并将其可靠地传递给下部结构这一能起结构转换作用的楼层,称为转换层结构(Transfer Floor Structure)。 带箱形转换层高层建筑结构可采用三维空间分析程序(TBSA、SDTB、ETS4、TAT等)进行整体结构内力分析,宜将箱形梁离散后参与整体分析。箱形梁离散的方法主要有墙板模型和梁模型两种,在整体计算后,应对箱形转换层进行局部应力分析,本文采用有限条方法,单元刚度矩阵分别由平面应力问题和薄板弯曲问题来考虑。 有限条法(FSM)是有限元法(FEM)的一个新分支,是有限元法的一种特殊的形式,不同的是标准的有限单元法是沿各个方向采用多项式的位移函数,有限条法只需沿某些方向采用简单的多项式,对规则几何形状截面沿一个方向无变化且边界条件简单的结构比常用的有限元法有较大的优越性,网格划分相对稀疏,节线(界面)数目远比结点数目少,故结构总刚度矩阵阶数与带宽大为减少。 本文对有限条法进行了理论分析,用FORTRAN语言编制了有限条法的程序并对箱形截面梁和弯曲箱形截面梁进行局部内力分析,给出了相应的内力,通过把弯曲箱形截面梁近似于直箱形截面梁在与箱形截面梁比较,验证了程序的合理性和有效性,为最终解决箱形截面梁提供了一种可行的方法,并且对于解决工程实践中所遇到的难题提供了理论上的参考依据。


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