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维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第29卷 第3期 2005年 6月 J()URNA1OFDAQING PETROlEUM INSTITUFE Vol、29 No、3 Jkin、 2005 矩形高层框筒结构在水平荷载作用下 剪力滞后的有限元分析 艾长东 ，姚 芳。，张文福。，刘迎春。，曹景萍 (1、大庆石油学院 基建处 ，黑龙江 大庆 l63318； 2、胜利石油管理局 物资供应处，山东 东营 257064； 3、大庆石 油学院 土木建筑工程学院．黑龙江 大庆 1633l8； 4、大庆石油学院 校产处 ．黑龙江 大庆 l63318) 摘 要 ：基于正交各向异性连续化等效模型．将 高层框筒结构转换成弹性力学平面应力平板组合结构 ，并采用 AN— SYS有限元分析软件分析了高层框筒不同高度的剪力滞后现象．同时对工程简化方法进行了评价、 关 键 词 ：高层框筒 ；剪力滞 ；正交各向异性；连续化模型；有限元法 中图分类号 ：TU973 文献标识码 ：A 文章编号：1000—1891(2005)03—0080—03 简体结构是指 由一个或几个简体作为承受水平和竖向荷载的高层建筑 ，适用于层数较多的高层建筑 ， 对其可简化为由多块薄板构成的封闭型箱形梁，薄板中面的拉压应力是 由交接处传到板边 的剪应力引起 的，在薄板宽度上分布不均匀，两边大，中间小，即发生正剪力滞后，反之为负剪力滞后 ．目前采用较多 的框筒结构分析方法有翼缘展开法、等效平面法和等效连续体法，而采用有 限元方法分析较少，拟采用 ANSYS软件中的三维板壳单元SHEII63进行矩形框筒的剪力滞分析． 1 连续化模型 将高层建筑框筒外筒作为杆件结构计算时，超静定次数较高，为避免形成大量的联立方程式，可以采 用等效连续化的方法，把离散杆件组成的结构转化为由正交各 向异性的弹性连续薄板组成的闭合的实体 等效筒结构． 为把外筒离散杆件的框架转化成等效的正交异性板 ，需求出等效的弹性常数，即等效的弹性模量、剪 切模量和泊松比．在水平侧力作用下的平面框架，其梁和柱通常是按双曲率形状发生弯曲，反弯点位置接 近杆件的中点，故可近似认为框架的梁和柱的反弯点在杆长的中点，并取介于 4个相邻反弯点间的十字形 框架部分作为等效计算的十字形杆件单元，该单元连续化后成为正交各向异性的矩形薄板 。．薄板的等 效弹性常数可根据十字形杆件单元与矩形薄板在静力等效的拉力和剪力作用下变形相等的条件推导出 来．采用的等效正交各向异性模型材料常数分别为 一 E ， (1) G 一 ， (2 d 一 min(B—d + db／2，B)， (3) h 一 min(H —db+d ／2，H)， (4) c。 一 1 H d +Bh)。十2KcHv)(景+去)]， ㈦ BlB1『】I 式中：E，分别为混凝土的弹性模量和泊松比；E G ，d和h分别为等效弹性模量、剪切模量、等效柱距 收稿 日期 ：2005一Ol一07；审稿人：刘巨保；编辑 ：任志平 作者简介：艾长东 (1968一)，男 ．硕士生．工程师 ，主要从事结构工程方面的研究 · 8O · 维普资讯 第 3期 艾长东等：矩形高层框筒结构在水平荷载作用下剪力滞后的有限元分析 和层高；C 为引入的参