❶ 1、什麼是高層建築結構,其主要抗側力結構體系有哪些,他與多層結構的主要區別有哪些 2、延性框架的主要
1.高層建築,顧名思義,是指層數較多、高度較高的建築,我國《高層建築混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)(以下簡稱《高規》)規定:10層及10層以上或高度超過28m的建築稱為高層建築。
2.框架結構 剪力牆結構 框架剪力牆結構 框架支撐結構型嫌 筒體結構迅租旦 框架核心筒結構 巨型結構
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❷ 聯肢剪力牆連續化方法的計算假定有哪些
連續連桿法,是指在計算聯肢剪力牆的時候,將剪力牆劃分為多個牆肢和連梁,連梁看做牆肢之間的連桿,並把它們沿牆離散為均勻分布的連續連桿,用微分方程求解。其基本假定可以概括為,第一點,連梁的反彎點在跨中,連梁的作用可以用沿高度均勻分布的連續彈性薄片代替卜孝判;第二,各個牆肢的剛度相差不過分懸殊,因而變形曲線類似;第慎塌三,連梁和牆肢考慮變形和剪切變形,牆肢還應當考慮軸向變形影響。希望對你有所幫助,如型改果有問題可以追問,
❸ 高層建築結構分析
1、引言
自1885年美國興建第一幢高層建築——芝加哥保險公司大樓(10層,55m)以來,高層建築的發展很快,從20世紀初至1979年,全世界建成200m以上的高層建築有50幢以上,其中大部分建築在美國。其中著名的有1972年建造的紐約世界貿易中心大廈(110層,417m,415m),1974年建造的美國芝加哥西爾斯大廈(Sears Tower,110層,443m)。
在我國,目前高度在104m以上的高層建築超過100幢,分布在上海、廣州、北京、深圳等20個大城市,其中以上海為最多。1998年建成的金茂大廈(88層,420.5m),是世界第三高樓。
2、高層建築結構設計特點
(1)水平荷載成為決定因素。一方面,因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與樓房高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩,以及由此在豎構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
(2)軸向變形不容忽視。高層建築中,豎向荷載數值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大;還會對預制構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整;另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏於不安全的結果。
(3)側移成為控制指標。與較低樓房不同,結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加,水平荷載下結構的側移變形迅速增大,因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
(4)結構延性是重要設計指標。相對於較低樓房而言,高樓結構更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段後仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上採取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。
3、高層建築的結構體系
(1)框架-剪力牆體系。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時,往往需要在建築平面的適當位置設置較大的剪力牆來代替部分框架,便形成了框架-剪力牆體系。在承受水平力時,框架和剪力牆通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載,剪力牆主要承受水平剪力。框架-剪力牆體系的位移曲線呈彎剪型。剪力牆的設置,增大了結構的側向剛度,使建築物的水平位移減小,同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨於均勻,所以框架-剪力牆體系的能建高度要大於框架體系。
(2)剪力牆體系。當受力主體結構全部由平面剪力牆構件組成時,即形成剪力牆體系。在剪力牆體系中,單片剪力牆承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力牆體系屬剛性結構,其位移曲線呈彎曲型。剪力牆體系的強度和剛度都比較高,有一定的延性,傳力直接均勻,整體性好,抗倒塌能力強,是一種良好的結構體系,能建高度大於框架或框架-剪力牆體系。
(3)筒體體系。凡採用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系,包括單筒體、筒體-框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件,分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面牆圍成的三維豎向結構單體,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外牆構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度,各構件受力比較合理,抗風、抗震能力很強,往往應用於大跨度、大空間或超高層
4、高層建築結構分析
4.1 高層建築結構分析的基本假定
高層建築結構是由豎向抗側力構件(框架、剪力牆、筒體等)通過水平樓板連接構成的大型空間結構體系。要完全精確地按照三維空間結構進行分析是十分困難的。各種實用的分析方法都需要對計算模型引入不同程度的簡化。下面是常見的一些基本假定:
(1) 彈性假定。目前工程上實用的高層建築結構分析方法均採用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下,結構通常處於彈性工作階段,這一假定基本符合結構的實際工作狀況。但是在遭受地震或強台風作用時,高層建築結構往往會產生較大的位移,出現裂縫,進入到彈塑性工作階段。此時仍按彈性方法計算內力和位移時不能反映結構的真實工作狀態的,應按彈塑性動力分析方法進行設計。
(2) 小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍採用的基本假定。但有不少人對幾何非線性問題(P-Δ效應)進行了一些研究。一般認為,當頂點水平位移Δ與建築物高度H的比值 Δ/H > 1/500時, P-Δ效應的影響就不能忽視了。
(3) 剛性樓板假定。許多高層建築結構的分析方法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大,而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構位移的自由度,簡化了計算方法。並為採用空間薄壁桿件理論計算筒體結構提供了條件。一般來說,對框架體系和剪力牆體系採用這一假定是完全可以的。但是,對於豎向剛度有突變的結構,樓板剛度較小,主要抗側力構件間距過大或是層數較少等情況,樓板變形的影響較大。特別是對結構底部和頂部各層內力和位移的影響更為明顯。可將這些樓層的剪力作適當調整來考慮這種影響。
(4) 計算圖形的假定。高層建築結構體系整體分析採用的計算圖形有三種:(1)一維協同分析。按一維協同分析時,只考慮各抗側力構件在一個位移自由度方向上的變形協調。在水平力作用下,將結構體系簡化為由平行水平力方向上的各榀抗側力構件組成的平面結構。根據剛性樓板假定,同一樓面標高處各榀抗側力構件的側移相等,由此即可建立一維協同的基本方程。在扭矩作用下,則根據同層樓板上各抗側力構件轉角相等的條件建立基本方程。一維協同分析是各種手算方法採用最多的計算圖形。(2)二維協同分析。二維協同分析雖然仍將單榀抗側力構件視為平面結構,但考慮了同層樓板上各榀抗側力構件在樓面內的變形協調。縱橫兩方向的抗側力構件共同工作,同時計算;扭矩與水平力同時計算。在引入剛性樓板假定後,每層樓板有三個自由度u,v,θ(當考慮樓板翹曲是有四個自由度),樓面內各抗側力構件的位移均由這三個自由度確定。剪力樓板位移與其對應外力作用的平衡方程,用矩陣位移法求解。二維協同分析主要為中小微型計算機上的桿系結構分析程序所採用。(3)三維空間分析。二維協同分析並沒有考慮抗側力構件的公共節點在樓面外的位移協調(豎向位移和轉角的協調),而且,忽略抗側力構件平面外的剛度和扭轉剛度對具有明顯空間工作性能的筒體結構也是不妥當的。三維空間分析的普通桿單元每一節點有6個自由度,按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節點還應考慮截面翹曲,有7個自由度。
4.2高層建築
(1) 框架-剪力牆結構
框架-剪力牆結構內力與位移計算的方法很多,大都採用連梁連續化假定。由剪力牆與框架水平位移或轉角相等的位移協調條件,可以建立位移與外荷載之間關系的微分方程來求解。由於採用的未知量和考慮因素的不同,各種方法解答的具體形式亦不相同。
框架-剪力牆的機算方法,通常是將結構轉化為等效壁式框架,採用桿系結構矩陣位移法求解。
(2) 剪力牆結構
剪力牆的受力特性與變形狀態主要取決於剪力牆的開洞情況。單片剪力牆按受力特性的不同可分為單肢牆、小開口整體牆、聯肢牆、特殊開洞牆、框支牆等各種類型。不同類型的剪力牆,其截面應力分布也不同,計算內力與位移時需採用相應的計算方法。
剪力牆結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確,而且對各類剪力牆都能適用。但因其自由度較多,機時耗費較大,目前一般只用於特殊開洞牆、框支牆的過渡層等應力分布復雜的情況。
(3) 筒體結構
筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類:等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。
等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。一種是只作幾何分布上的連續化,以便用連續函數描述其內力;另一種是作幾何和物理上的連續處理,將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板,以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。具體應用有連續化微分方程解法、框筒近似解法、擬殼法、能量法、有限單元法、有限條法等。
等效離散化方法是將連續的牆體離散為等效的桿件,以便應用適合桿系結構的方法來分析。這一類方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子結構法等。具體應用包括等代角柱法、展開平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子結構法。
比等效連續化和等效離散化更為精確的計算模型是完全按三維空間結構來分析筒體結構體系,其中應用最廣的是空間桿-薄壁桿系矩陣位移法。這種方法將高層結構體系視為由空間梁元、空間柱元和薄壁柱元組合而成的空間桿系結構。空間樑柱每端節點有6個自由度。核心筒或剪力牆的牆肢採用符拉索夫薄壁桿件理論分析,每端節點有7個自由度,比空間桿增加一個翹曲自由度,對應的內力是雙彎矩。三維空間分析精度較高,但它的未知量較多,計算量較大,在不引入其它假定時,每一樓層的總自由度數為6Nc+7Nw(Nc、Nw為柱及牆肢數目)。通常均引入剛性樓板假定,並假定同一樓面上各薄壁柱的翹曲角相等,這樣每一樓層總自由度數降為3(Nc+Nw)+4,這是目前工程上採用最多的計算模型。
5、結論
隨著高層建築進一步的發展,滿足高層建築的形式,材料,力學分析模型都將日趨復雜多元,為了革新高層建築,體現其魅力,追求新的結構形式和更加合理的力學模型將是土木工程師們的目標和方向。
❹ 材料力學的三個基本假設是什麼
固體因受外力作用而變形,故稱為變形固體。為便於對變形固體製成的構件進行理論分析,通常略去一些次要因素,根據變形固體的主要性質作如下假設。
1、連續性假設:假設組成固體的物質是密實的、連續的。微觀上,組成固體的粒子之間存在空隙並不連續,但是這種空隙與構件的尺寸相比極其微小,可以忽略不計。於是可以認為固體在其整個體積內是連續的。這樣,可以把力學量表示為固體點的坐標的連續函數,應用一般的數學分析方法。
2、均勻性假設:材料在外力作用下所表現的性能,稱為材料的力學性能。在材料力學中,假設在固體內到處都有相同的力學性能。就金屬而言,組成金屬的各晶粒的力學性能並不完全相同。但因構件中包含為數極多的晶粒,而且雜亂無序地排列,固體各部分(宏觀)的力學性能,實際上是微觀性能的統計平均值,所以可以認為各部分的力學性能是均勻的。按此假設,從構件內部任何部位所切取的微小體積,都具有與構件相同的性能。3、各向同性假設:假設沿任何方向固體的力斗吵褲學性能都是相同的。就單一的金屬晶粒來說,沿不同方向性能並不完全相同。因為金屬構件包含數量極多的雜亂無序地排列的晶粒,空簡這樣,宏觀上沿各個方向的性能就接近相同了。具有這種屬性的材料稱為各向同性材料。也有些材料沿不同方向性能不相同,如木材和復合材料等。這類材料稱為各向異性碰信材料。
實踐證明,對於大多數常用的結構材料,如鋼鐵、有色金屬和混凝土等,上述連續、均勻和各向同性假設是符合實際的、合理的。
4、小變形:固體在外力作用下將產生變形。實際構件的變形以及由變形引起的位移與構件的原始尺寸相比甚為微小。這樣,在研究構件的平衡和運動時,仍可按構件的原始尺寸進行計算。同時,由於變形微小,在需要考慮變形時,也可以加以某些簡化。
工程中,絕大多數物體的變形被限制在彈性范圍內,即當外載入荷消除後,物體的變形隨之消失,這種變形稱為彈性變形,相應的物體稱為彈性體。
綜上所述,在材料力學中,通常把實際構件看作連續、均勻和各向同性的變形固體,且在大多數場合下局限於研究彈性小變形情況。
❺ 函數連續的判斷方法是什麼,求解。
函數連續性的定義:設函數f(x)在點x0的某個鄰域內有定義,若lim(x→x0)f(x)=f(x0),則稱f(x)在點x0處連續。
若函數f(x)在區間I的每一點都連續,則稱f(x)在區間I上連續。
判定函數連續求導就可以,如果可導就肯定連續。
拓展資料:
函數y=f(x)當自變數x的變化很小時,所引起的因變數y的變化也很小。例如,氣溫隨時間變化,只要時間變化很小,氣溫的變化也是很小的;又如,自由落體的位移隨時間變化,只要時間變化足搭顫夠短,位移的變化也是很小的。
對於這種現象知啟敗,我們說因變數關於自變數是連續變化的,連續函數在直角坐標系中的圖像是一條沒有斷裂的連續曲線。由極限的性質可知,一個函數在某點連續的充要條件是它在該點左右都連續。
對於連續性,在自然界中有許多現象,如氣溫的變化,植物的生長等都是連續地變化著的。這種現象在函數關繫上的反映,就是函數的連續性。
設函數右連續。
❻ 試述五個基本假定在建立彈性力學基本方程時有什麼用途
1、連續性假定:引用這一假定以櫻租後,物體中的應力、應變和位移等碼租物理量就可以看成是連續脊模兆的,建立彈性力學的基本方程時就可以用坐標的連續函數來表示它們的變化規律。2、完全彈性假定:引用這一完全彈性的假定還包含形...