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带水平加强层的框架——芯筒结构分析的高精度有限元法

覃晓东  
【摘要】: 本文提出了分析带水平加强层的框架—芯筒结构的一种高精度有限元法。为减小框架—芯筒结构的侧移,进行结构设计时可以在适当的层数设置水平加强层。本文对水平加强层的设计进行讨论,并对其受力特性做了一定的阐述。目前对带水平加强层的框架—芯筒结构的受力分析大多采用线弹性薄臂杆系模型来进行计算,这种方法简单,但往往需要进行各种简化,计算结果精度不足。为此,本文将采用有限元法来进行受力分析。为解决外框架梁、柱单元和剪力墙单元的连接问题,本文引入连续介质力学中有关旋转自由度的概念,在普通平面八结点单元的基础上构造带旋转自由度的平面八节点单元。此种单元和平面八结点单元具有相同的单元特征及精度。本文利用这种单元对框架—芯筒结构进行静力分析,并推导出进行动力计算时的计算公式。最后本文采用这种方法对结构进行了若干算例的计算。计算结果表明,设置加强层后能大大地减少结构侧移,而且计算结果精度满足要求,是一种高精度的计算方法。


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