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《变截面高层框筒结构内力和位移简化计算方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、变截面高层框筒结构内力和位移简化计算方法第27卷第3期1999年6月同济大学JOURNALOFTONGJIUNIVERSITYV27No3Jun1999变截面高层框筒结构内力和位移简化计算方法*,..//.丁勇,'…学100084(请华大学工程力学与技术系,北京,)黄本才(同济大学工程力学与技术系,上海,2哪2)摘要利用框筒结构等效连续化和弹性力学变分原理,推导了变截面高层框茼结构的应力调整函数S(),并联合运用等效简体中的应力分量表达式,获得了典型水平荷载下的侧向位移,同时按通常的方法,亦可以方便地求得粱柱中的内力.拾出的变截面高层框筒的实例说明了这一方
2、法与空间有限元方法结果比较吻合焉羼遣箱.内锄1诤,,关键词框筒;等效实体简;应力调整函数分类号O342SimplifiedAnalysisoftheInternalForcesandLateralDeflectionsinFrame—tubeStructurewiththeVaryingSectionDYong(D1ofBni"gMechanicsandTedmol~,rLmUniv~lyrBeU{llg,100084)HuangBencai(Del~t0fBTlengM~hanksandTechndo~,,TongjiUnive~silF.s}I.2∞0
3、92)Abstract,rhestress—adjustfunctionS(=)hasbeenpresentedforframe—tubestructurewiththevaryingsectionus-ingthemethodoftheequivalentplaneflamesandadoptingelasticib,variationprinciple,andthelateraldeflectionsareobtainedMththestressfommlationsoftheequivalenttubeforthreestandardloadscas
4、es.Subsequently.theinternalforcesateobtainedinthebeamsandcolumnsconvenientlyasthegeneralmethods.Theresultsofthispaperareidenti-calv,4ththeFEMmethodbyanexampleofframe—tube.KeywordsFrame—tube;Equivalenttube;Stress—adjustfunction在实际的高层框筒结构中,沿高度方向材料特性和梁,柱截面等通常是分段变化的,因而在本文的推导中,假定框筒结构平面
5、双轴对称,外围尺寸不变,而材料特性,梁柱截面沿高度分段变化,不计水平荷载下框筒结构的扭转影响.ACoull和Bose[1提出了一种分析等截面双轴对称框筒结构内力和位移的简化计算方法,受到我国专家的重视.本文在文献[1,2的基础上,进一步研究了变截面框筒结构的内力和位移的简化分析方法,推导了其应力调整函数s(=)和水平位移表达式.首先,本方法要将实际的直立多孔简体等效为沿高度材料和截面分段变化并在角部加强的等效实体筒,实体筒中等代板的物理参数,包括各分段的等效弹性模量,等代板的剪切模量G,等代板厚度t要保证两者变形一致,其推导和表达式与等截面筒体相同,较简单
6、的表达式可见文献:1:,更详细的内容和表达式可见文献一3].其次,变截面等效实体筒中各分段(第n段)的应力分量,,,和r,r等,经推导论证,均与等截面简体形式一致(其表达式亦可详见文献[1]),只是将各分段中的几何和物理参数b(=b),c(=c),～A及相应的应力调整函数S(:)代人即可,但应力函数()的表达式需另行推导.收稿日期:19%一12—20第一作者:男.I975年生.博士生*上海市教育委员会重点学科资助项目'r第3期丁勇等:变截面高层框简结构内力和位移简化计算方法1变截面简体的应力调整函数(z)现用最小余能原理确定s(.).对于线弹性体,由于框筒
7、结构底部为固定端,故结构余能17与应变能U之间,有玎=U.现假定等效的变截面简体沿高度有Ⅳ个不同的分段(见图1,2),则结构的余能可表达为Ⅱ==耋{z,[』玺+岳+r,e爱+2+,a)式中:Zn—I.分别代表第n一1和段截面变化处的坐标值,其中,一,一1,,…,和详见图2,且=0,ZIf=H;E,G分别代表第n段的等效弹性模量和等效剪切模量;代表等代板厚度;A代表第n段中角柱净增面积;代表第n段中角柱的轴向应力,且式(1)中已略去水平方向的正应力和产生的应变能.有关几何参数和应力分量符号示于图1,2中.应变能U可表示为啦.1Equivalentwlthth
8、e,rar唣∞咖Fig.2se驴Its椭de一sectionU:耋
