基于狀態(tài)空間法分析高層框剪結構的靜力特性.pdf

1、本文基于狀態(tài)空間法研究了一般框剪結構和體型復雜高層框剪結構的協(xié)同分析和二階效應作用下的結構內力和位移的簡化計算方法。高層框剪結構是我國近年來普遍采用的一種結構體系，尤其對于平面構件斜交的結構形式，其變形是彎扭耦聯(lián)的，力學分析顯得較復雜。高層結構為了節(jié)省材料，減輕自重，豎向抗側力構件往往做成變截面的形式，為此類結構的受力分析增加了難度。
　　本文基于傳統(tǒng)的求解析解的狀態(tài)空間理論，采用連續(xù)化的假定，把變截面斜交高層框剪結構簡化為空間剪

2、彎柱模型，對結構的每一分段建立了協(xié)同分析的控制微分方程組，求出每一分段結構的傳遞矩陣，從而建立了狀態(tài)空間法求解復雜高層結構的計算理論。本文又將現(xiàn)代控制論中的狀態(tài)空間法應用到高層框剪結構的協(xié)同分析中，由幾何方程、物理方程和平衡方程，將結構的內力和位移作為系統(tǒng)的狀態(tài)變量，導出系統(tǒng)狀態(tài)方程，通過求解結構狀態(tài)方程，從而得到結構每一分段和整體的狀態(tài)轉移矩陣，求解出任意截面處的內力和位移，建立了用狀態(tài)空間法求解高層結構內力和位移的分析計算公式，避免

3、了求解微分方程解析解的困難，為高層框剪結構的簡化計算提供了一種高精度的數(shù)值解法，拓展了狀態(tài)空間法在結構分析中的應用范圍。
　　狀態(tài)空間法求解高層框剪結構的內力和位移最終都歸結于求解一組六元一次方程組，并且隨著結構層數(shù)和分段數(shù)的增加，不會增加未知量的數(shù)目，只是增加了矩陣相乘次數(shù)，計算操作簡單易行，采用Matlab編寫計算程序，通過文獻算例的計算和SAP2000有限元的分析對比，可以看出本方法思路簡單，算法易于實現(xiàn)并且精度較高，能夠滿