超高层建筑空间框架结构地基-上部结构交互作用的简化分析法

本文主要探讨了一种针对超高层建筑空间巨型框架结构体系中地基与上部结构相互作用的简化分析方法。作者白俊英和马伏龙，来自宁夏大学土木与水利工程学院以及宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心和机械工程学院，他们提出了这个简化处理复杂相互作用问题的新策略。 在传统的结构工程分析中，地基与上部结构之间的相互作用往往涉及到复杂的力学行为，如地震荷载下的动力响应、不均匀沉降等，这对于超高层建筑这种大型结构系统尤其重要。然而，直接对这些复杂的相互作用进行精确分析可能会导致计算复杂度增加且耗时较长。本文提出的简化方法旨在通过以下几个步骤来简化处理这个问题： 1. 地基简化：这种方法考虑将地基视为半无限大弹性地基模型，这是一种常用的近似方法，可以有效减少计算量，同时不失对地基反应的准确度。半无限大地基假设地基无穷大，只在边界处受到有限的约束，这使得理论分析更加简洁。 2. 上部结构简化：针对空间巨型框架结构，上部结构被分解成可独立处理的部分，并利用矩阵位移法进行分析。矩阵位移法是一种将连续结构转化为离散系统的方法，通过建立结构的刚度矩阵和荷载矩阵，能够快速求解结构位移和内力。 3. 地基与基础连接简化：文中提到简化了地基与基础之间的接触处理，可能包括简化接触面的摩擦效应或者采用线性化处理，以降低接触分析的复杂性。 通过实例计算，作者展示了这种方法的有效性和实用性。简化后的分析方法不仅提高了计算效率，而且能够定量处理地基与基础接触问题，避免了过度复杂的细节，使得工程师们能够更快速、准确地评估结构的性能。 本文的贡献在于提供了一种实用的工具，帮助工程技术人员在设计和分析超高层建筑时更好地理解并简化地基与上部结构的相互作用，这对于优化建筑设计、提高工程效率以及确保结构安全具有重要意义。通过矩阵位移法和半无限大地基模型的结合，研究人员和实践者可以更加灵活地应对大规模、复杂结构的设计挑战。