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建筑结构力学分析方法

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摘要:随着我国基建工程水平的不断攀升,建筑工程项目的规模实现了大幅度的提升,如何在构建有效的建筑工程项目稳定结构体系的基础上,获取更大的利润空间,已成为业界普遍关注的热点问题之一。本文论述了当前我国建筑结构力学所使用的主要分析方法,希望能够为建筑结构力学分析方法研究工作提供创新性的参考意见,从而进一步推动我国建筑工程行业水平的有效提高。

关键词:建筑结构力学;分析;方法

1前言

近年来,我国城市化进程步伐不断加快,使得我国的建筑行业呈现出井喷式的成长状态,通过建筑结构力学的原理我们能够了解到建筑物的侧向位移以及建筑物应力将会随着建筑物高度的上升而产生相应的变化,是以建筑物水平荷载发生的侧向位移以及建筑物应力将是直接影响建筑物结构布局体系、建筑物工程材料用量以及建筑物最终造价的关键因素。因此,建筑物结构材料并非建筑物强度的支撑,支撑建筑物强度需要依赖建筑物设计刚度,而建筑物设计刚度又与建筑结构力学体系有着千丝万缕的联系。基于此,如何有效的设计出既具合理性又有经济性的建筑结构体系将取决于我国建筑结构力学研究水平。

2建筑结构力学的主要分析方法——常微分方程求解器阐述

在建筑结构力学误差极限的处理过程中,建筑结构力学分析工作人员借助常微分方程求解器法能够制定出符合实际客户需求的建筑结构力学分析方案,这就使得在实际的建筑结构力学分析应用过程中,建筑结构力学分析工作人员往往会利用常微分方程求解器法对客户做出预先解答分析方案,在有效的提升预先解答精度的基础上,实现降低建筑结构力学误差极限的目的。除此之外,建筑结构力学分析工作人员将常微分方程求解器法应用在建筑物的建筑结构力学分析工作当中,能够有效完成建筑物结构楼板变形时的所产生的动力、稳定性以及静力计算分析方案的目的,通过计算获取的建筑物结构楼板变形时的动力、稳定性以及静力数值从而有效实现数据化建筑结构力学分析以及处理的目的。与此同时,建筑结构力学分析工作人员在利用常微分方程求解器法时,能够有效的减少建筑结构力学分析工作时的诸如动力、稳定性以及静力等方面的数据处理量,不仅提升建筑结构力学分析运算效果,为建筑结构力学分析方案提供准确的数据支撑,还能够实现对建筑物结构的实时优化调整的目的。

3建筑结构力学的主要分析方法——有限条法阐述

除了常微分方程求解器法以外,有限条法也是当前我国建筑结构力学的主要使用的分析方法之一。通常来说,有限条法主要适用于呈现几何形状的建筑物结构或者在达到某种高度上所显现出的一定的物理规则变化形状的建筑物结构,在对呈现几何形状的建筑物结构或者在达到某种高度上所显现出的一定的物理规则变化形状的建筑物结构开展建筑结构力学分析工作时,对于建筑物结构的目标方向的结构分析采用简单的多项式分析方法,而对于其他非目标方向建筑结构力学分析工作人员只需粗略进行多项式分析即可,建筑结构力学分析工作人员在针对这种类型的建筑物结构使用有限条法开展建筑结构力学分析工作时,需要确保建筑物能够事先满足条端边界条件的级数。除此之外,建筑结构力学分析工作人员还需要注意的是,在使用有限条法开展建筑结构力学分析工作的过程中,建筑结构力学分析工作人员需要合理的选择建筑物结构计算模型、建筑物条元的位移函数以及建筑物连续体的物理常数等参数,这些参数能否进行科学合理的选择,最终将由直接的影响建筑结构力学最终的精度。

4建筑结构力学的主要分析方法——最优化理论法阐述

所谓的最优化理论法指的是通过采用数学中的最优化理论法,在此基础上结合大数据信息技术而实现建筑结构力学分析方法。众所周知,在最优化理论法的直接影响下,建筑结构力学分析工作工作人员能够将建筑结构力学分析设计工作由动设计朝着主动设计来进行调整,而且运用最优化理论法能够使得建筑结构力学分析工作变的更加灵活,从而有效的推动建筑结构力学分析工作的顺利开展。然而与其他建筑结构力学分析方法相比,最优化理论法有着非常严苛的要求,这就使得建筑结构力学分析工作人员在开展建筑结构力学分析工作过程中,尽量确保建筑物能够在最小质量的前提下获取较大的建筑结构刚度。实际上,建筑结构力学分析工作往往会利用最优化理论法展开建筑物剪力墙的最优数量以及最优结构调整布置工作,借助最优化理论法能够获取建筑物剪力墙的最优数量以及最优结构调整布置工作预期的良好成效。

5建筑结构力学的主要分析方法——分区广义变分原理法以及分区混合有限元法阐述

实际上,杂交元和非协调元的成长有效的推动我国力分区广义变分原理法以及分区混合有限元法的研究工作进程,其中清华大学龙驭球教授又在分区混合广义变分原理法的基础上构建了贴合当前建筑结构力学分析需求的分区混合有限元法,这就意味着分区混合有限元法是继位移法以及杂交元法之后新创设的现代建筑结构力学分析方法。众所周知,分区混合有限元法将建筑物按照自身所具备的弹性体划分为势能区以及余能区,其中势能区主要以位移单元为主导,将结点位移作为建筑物结构布局的基本未知量,而余能区则采用应力单元,将应力单元函数视为建筑物结构布局的基本未知量。建筑结构力学分析工作人员在区交界面引入建筑物布局结构的附加能量项,使得附加能量项能够在积分的条件下实现位移以及建筑物结构力的连续条件,切实保证建筑物结构的收敛性,在此基础上将总能量泛函视为驻值来构建一系列的分区混合有限元法基本方程。分区混合有限元方法的应用,能够具有较高的建筑物结构适应性以及实现灵活分区的目的,建筑结构力学分析工作人员在使用混合有限元方法开展建筑结构力学分析工作过程中,能够有效增强建筑物结构布局的收敛性,比如说建筑结构力学分析工作人员在计算框支剪力墙角区应力集中这些较为困难的建筑结构力学分析问题中能够利用分区广义变分原理法以及分区混合有限元法获得准确的计算结果,因此,可预见分区广义变分原理法以及分区混合有限元法的应用范围将会变得越来越广。

6建筑结构力学的主要分析方法——弹塑性动力分析法阐述

众所周知,建筑结构力学中弹塑性动力分析法的主要原理是借助所记录的地震波参数,在此基础上输入建筑物结构的数值,从而对建筑物结构弹塑性功能大小开展科学、合理的分析分析工作,在所获得的分析结果基础上,根基建筑物结构弹塑性恢复的特征,从而建立一个与之对应的动力方程。实际上,无论在理论还是在实际的建筑结构力学分析工作过程中,弹塑性动力分析法与其他建筑结构力学的分析方法相比都有着明显的优势,特别是在寻找建筑结构薄弱环节的时候,建筑结构力学分析工作人员能够依据弹塑性动力分析法所构建的动力方程对建筑物的变形状况进行适当的处理调整。然而,我们还需要注意的是,弹塑性动力分析法在实际的建筑结构力学分析工作过程中还存在某种程度的局限性,比如说在利用弹塑性动力分析法时,建筑结构力学分析工作人员所设定的前提条件往往与建筑物的实际结构特性存在着一定的差异性,为此,建筑结构力学分析工作人员需要重点关注差异性的存在,确保其不会对建筑结构力学分析工作产生影响。

7结束语

综上所述,我们有必要加强建筑结构力学分析方法研究工作,通过对常微分方程求解器法、有限条法以及最优化理论法等相关建筑结构力学的主要分析方法进行研究,从而有效的增强我国建筑结构力学分析水平。

参考文献:

[1]周景润.力学与结构分析在建筑施工中的应用[J].内江科技,2015.

[2]高文君.高层建筑结构力学分析方法探析[J].黑龙江科技信息,2015.

[3]汤来福,张连花.现代高层建筑结构力学分析方法[J].黑龙江科技信息,2015.

[4]郁冰泉,赵昕.高层建筑结构非弹性时变分析方法[J].建筑结构,2015.

作者:冯国将 单位:北京矿冶科技集团有限公司

工程力学杂志责任编辑:张雨    阅读:人次