高层建筑结构整体稳定性分析
高层建筑结构整体稳定性研究
∑Ｇ 为 及其以 各 第 楼层 上 楼层的 荷载的 重力 总
ｊｉ ＝
在未考 虑 结构 弹性 刚度折 减 的情况 下 ，重力 Ｐ 一 △ 效应 的楼 层位 移控 制在 １％以内时 ，结构 的稳 定 ０ 具 有适 宜 的安全 储备 。若 刚重 比进 一步减 小 ，则 重 力 Ｐ △ 效应将 会呈 非线 性 关系急剧 增 大 ， 至 引起 一 直 结 构 的整体 失稳 ¨ 。因此 ，结构整 体稳 定应 满 足 下
的抗 侧 刚度 ，取该楼 层 剪力 与层 间位 移 的 比值 ；ｈ
为第 楼 层 的层高 。 考 虑 重力 二阶 效应 后 ，结构 的侧移 可近 似用 下
式表 示 ［ ： ２ １
（ ２）
十
【 ＿
式 中：ａ 为考 虑 Ｐ △效应 的 结构第 层 的层 间位 移 ； ／ ＂ 一 为未考 虑 Ｐ △效应 的 结构第 的层 问位 移 ； 一 层
量。
在 仅考 虑 Ｐ △效应（ 略 Ｐ 效应） 一 忽 一 的结构 分 析 中 ，则结构 的平 衡方 程可 改写 为 ：
１ ∑ ｉ／ ∑Ｇ 一 Ｇ／Ｉ ｆ Ｉ
△ 分别 为考 虑重 力 Ｐ △效应和 不考 虑 Ｐ △效应 的 一 一 结构侧 移 。 同剪 切 型结构 一样 ， 重力 Ｐ△ 效应 的楼层位 移 一 控 制 在 １％以 内，则 ： ０
（ ］ ］ ＝ （） － ） ｝ １ － ） ５
式 中： 【 Ｊ 结构侧 移变 形 导致 构件几 何参 数变 Ａ 为
化引起的刚度矩阵变化量；｛ ｝ ｕ ～ 为考虑 Ｐ△效应 ．
影响 的结 构位移 向量 。 上述 考虑 Ｐ △效 应 的计算方 法称 为基 于 几何 一 刚度 的有 限元 方法 “ ， 目前 的 Ｓ Ｔ Ａ ＷＥ和 Ｅ Ａ Ｔ ＢＳ 软件 即采 用这 种方 法 。 在 ＳＴ Ａ ＷＥ软 件 中 ，计 算 结构 的刚 重 比时 ，是 将基 底 的地震 剪力 按倒 三角 形分 布换 算得 到结 构
结构的稳定性分析
结构的稳定性分析结构的稳定性是指在外力作用下，结构是否能保持其原有的形状和稳定性能。
在工程领域中，结构的稳定性分析是非常重要的一项内容，它关系到工程结构的性能和安全性。
本文将从理论基础、分析方法和实际案例三个方面，对结构的稳定性分析进行探讨。
一、理论基础结构的稳定性分析依托于力学和结构力学的基本理论。
结构的稳定性问题可以归结为结构的等效刚度和等效长度的问题。
等效刚度是指结构在外力作用下的变形程度，而等效长度则是指结构的几何形状与尺寸。
通过对结构的等效刚度和等效长度进行计算和分析，可以判断结构的稳定性。
二、分析方法1. 静力分析法静力分析法是最常用的结构稳定性分析方法之一。
它基于结构在平衡状态下的力学平衡方程，通过计算结构内力和外力的平衡关系，确定结构是否能保持稳定。
静力分析法主要适用于简单的结构体系，如悬臂梁、简支梁等。
2. 动力分析法动力分析法是一种基于结构的振动特性进行稳定性判断的方法。
通过分析结构的自然频率、振型和阻尼比等参数，可以确定结构的稳定性。
动力分析法适用于复杂的结构体系，如桥梁、高层建筑等。
3. 线性稳定性分析法线性稳定性分析法是一种通过求解结构的特征方程，得到结构的临界荷载（临界力）的方法。
线性稳定性分析法适用于线弹性结构，在分析过程中通常假设结构材料的性质符合线弹性假设，结构的变形量较小，且作用于结构的荷载为线性荷载。
三、实际案例以钢柱稳定性为例，介绍结构的稳定性分析在实际工程中的应用。
钢柱是承受垂直荷载的重要组成部分，其稳定性直接关系到整个结构的安全性。
通过使用静力分析法和线性稳定性分析法，可以确定钢柱的临界荷载并判断其稳定性。
在静力分析中，需要计算钢柱受力状态下的内力和外力之间的平衡关系。
通过引入等效长度和等效刚度的概念，可以将实际的钢柱简化为等效的杆件模型，从而进行稳定性计算。
在线性稳定性分析中，通过建立钢柱的特征方程，并求解其特征值和特征向量，可以得到钢柱的临界荷载。
超高层建筑结构的稳定性分析研究
超高层建筑结构的稳定性分析研究随着城市化进程的加速，超高层建筑在城市中的比例越来越高。
超高层建筑作为高度集中的城市空间载体，无论是在设计、施工、还是后期维护中，都存在着极高的风险和挑战。
其中最大的问题之一就是超高层建筑的结构稳定性。
在高层建筑中，地震、强风等外部因素的影响是必须要考虑的，更不用说建筑自身的重量和动载荷所带来的压力了。
因此，超高层建筑的结构稳定性与安全性成为了最基本的要求。
本文旨在通过对超高层建筑的结构稳定性进行分析研究，全面了解超高层建筑中的稳定性问题，为今后建立更加科学合理的建筑标准提供依据。
第一部分：超高层建筑结构的基本构成超高层建筑的结构一般由地基、框架、纵向支撑、屋面、外墙装饰五个部分构成。
（1）地基地基是超高层建筑结构的基础，其承受了建筑的全部重量和动载荷，同时也能分散地震力的作用。
因此，地基必须具备足够的承载能力，要充分考虑地基的稳定性问题。
（2）框架框架是超高层建筑的主体结构，主要由中央钢管混凝土柱、外圈混凝土板和各层框架等组成，具有承受建筑自重、楼层负荷和风荷载的作用。
（3）纵向支撑纵向支撑能够增加建筑的刚度，对抗地震和风荷载的影响。
同时，纵向支撑也保证了建筑的稳定性和均衡性。
（4）屋面屋面在超高层建筑的结构中也有很重要的作用，具有防止从屋顶浇灌的行为产生老化作用和对建筑物就地吸热的影响。
（5）外墙装饰外墙装饰除了起到美化建筑物的作用，还具有对建筑物隔热、防水、防火等安全性作用。
第二部分：超高层建筑结构的稳定性问题超高层建筑中的结构稳定性问题在很长一段时间内一直被人忽略，直到近年来随着“南京鼓楼大火”等事故的发生，该问题引起了人们的广泛关注。
以下将从地基、框架、纵向支撑、屋面、外墙装饰等方面来分析超高层建筑结构的稳定性问题。
（1）地基问题超高层建筑的地基问题极为重要，因为它不仅承受建筑的全部重量和动载荷，同时也能分散地震力的作用。
而地基的稳定性则决定了整座建筑的稳定性。
高层建筑结构稳定性
高层建筑结构稳定性高层建筑的结构稳定性是一个非常重要的问题，它关系到建筑的安全性和持久性。
在设计和建造过程中，需要充分考虑各种因素，以确保高层建筑的结构能够承受各种荷载和外力的作用，保证其在长期使用中不会发生倒塌或其他结构破坏的问题。
一、地基工程地基是高层建筑的重要基础，地基的质量和稳定性直接影响到整个建筑的结构稳定性。
在设计和施工过程中，需要充分了解地质情况，采取相应的措施来确保地基的承载能力和稳定性。
常见的地基工程包括地基处理、基坑开挖、地基加固等，这些工作都是为了提高地基的稳定性和承载能力。
二、结构设计高层建筑的结构设计应该遵循力学原理和结构力学的基本原则。
设计师需要根据建筑的用途、高度、荷载等因素，合理选择结构形式和材料，以确保结构的稳定性。
常见的高层建筑结构形式包括框架结构、剪力墙结构、筒体结构等，每种结构形式都有其适用的场合和优缺点。
三、材料选择高层建筑的结构材料要求具备足够的强度、刚度和抗震性能。
常见的材料包括混凝土、钢材、复合材料等。
在选择材料时，需要考虑其强度、耐久性、施工性能等因素，以确保结构的稳定和持久性。
四、抗震设计地震是高层建筑结构稳定性的重要考虑因素。
设计师需要通过合理的抗震设计，使建筑在地震时能够承受地震力的作用，并保证人员的安全。
抗震设计包括选择适当的抗震措施和增加结构的抗震能力等方面，需要充分考虑地震的影响，做出合理的决策。
五、监测和维护在高层建筑建成后，需要进行定期的监测和维护工作，以确保其结构的稳定性。
监测工作包括结构变形的监测、荷载的监测等，通过监测数据的分析，可以及时发现问题并采取相应的措施进行修复。
同时，定期进行维护工作，包括防水、防腐、装修等，以延长建筑的使用寿命。
总结高层建筑的结构稳定性是一个复杂而严肃的问题，需要在设计、施工、监测和维护等各个环节进行科学有效的管理和控制。
只有充分考虑各种因素，确保建筑的稳定性和安全性，才能使高层建筑成为人们安居乐业的场所。
高层建筑结构整体稳定性分析
三、高层结构实例分析
3.1 结构概况
某大楼为正方形平面，平面尺寸 为27mx27m，地上34层，典型层层 高为3.5m。主体结构采用带加强层框 架-核心筒结构体系，核心筒尺寸为 9mx9m，外圈框架的柱距为9m，图 a为主楼的结构平面。主楼的高宽比 为4.4,核心筒的高宽比为13.2。此工 程按7度地震设防，IV类场地土。考 虑到核心筒的高宽比值较大，为提高 整个结构的抗侧刚度，减少结构侧移， 于顶层和第21层设置8片刚臂和周边 圈梁，刚臂和圈梁均为钢筋混凝土实 腹大梁，图b为加强层结构平面。
二、力学模型
2.1 有限元模型
梁柱单元
梁柱单元主要计算工作量在于单元的截面分析，也 就是要计算出截面内力和应变之间的关系，即截面的刚度 矩阵。对于比较规则的截面可采用条带法，但对于任意截 面此法的计算工作量很大，采用高斯数值积分法对横截面 积分，算出截面刚度矩阵，这种方法尤其适合不规则截面 刚度系数的计算，由于截面高斯积分点数远远小于条带法 中的条带数，因此它的计算工作量能大大减少，这对于一 个结构的分析尤为重要.
如果仅仅从《高层建筑混凝土结构技 术规程》(以下简称高规)第5. 4. 1条来确定 这种复杂体型结构的整体稳定性是不全面的， 指出对结构的刚重比不断减少的复杂结构在 满足上述强条的情况下，仍需计算分析P-∆ 对结构内力和位移的不利影响，以作补充; 在实际工程设计中，结构设计常用的做法就 是过分依赖于仅考虑线性弹性阶段下的 SATWE稳定计算结果,而不考虑结构的几何 非线性和材料非线性的影响，使得设计者无 法对复杂体型结构实际的稳定系数做到心中 有底。
(1)在小震作用下（包括弹性分析和非线性分析）重力二 阶效应不明显，对顶点侧移的影响在3%以下，对基底倾覆 力矩的影响在0.05%以下。根据抗震规范所进行的多遇地震 下强度和变形验算可不考虑重力二阶效应。
高层建筑结构特点分析
高层建筑结构特点分析近年来，随着城市化进程的加速和人口增长的不断扩张，高层建筑作为现代城市的地标和标志性建筑物，日益受到人们的关注和青睐。
高层建筑是指高度在150米以上的建筑物，其独特的结构特点不仅体现了现代建筑工程技术的高超水平，也对建筑结构设计提出了更高的挑战。
本文将就高层建筑结构的特点进行深入分析，探讨其在建筑工程领域的重要性和创新性。
1. 纵向承载系统高层建筑的纵向承载系统是保证建筑物稳定性和安全性的关键之一。
一般来说，高层建筑采用的主要纵向承载系统包括框架结构、墙支撑结构、框架-墙组合结构等。
框架结构主要由柱、梁和核心筒组成，能够有效抵抗水平荷载，保证建筑物的整体稳定性；墙支撑结构则通过设置墙体来承担荷载，提高了建筑物的整体刚度和稳定性；框架-墙组合结构则将框架结构和墙支撑结构相结合，兼具两者的优点，是目前应用较为广泛的高层建筑结构形式之一。
2. 横向承载系统除了纵向承载系统外，高层建筑还需要考虑横向承载系统的设计。
横向承载系统是指建筑物在受到侧向风荷载或地震荷载时，通过设置承载墙、剪力墙、钢框架等结构形式来抵抗横向力的作用，防止建筑物产生倾斜或倒塌。
合理设计和布置横向承载系统对于提高高层建筑的整体稳定性和抗震性至关重要。
3. 地基基础高层建筑的地基基础设计直接关系到建筑物的安全稳定。
由于高层建筑的重量和高度较大，地基基础需要具备足够的承载能力和抗震性，以确保建筑物不会发生沉降或倾斜等异常现象。
常见的高层建筑地基基础形式包括承台基础、桩基础、复合地基等，设计时需根据实际地质条件和建筑物特点综合考虑，确保地基基础能够满足建筑物的要求。
4. 空间结构形式高层建筑的空间结构形式多样，不同形式的空间结构会影响建筑物的外观、使用功能和内部空间布局。
常见的高层建筑空间结构形式包括塔式结构、板柱结构、空心管结构等，每种结构形式都有其独特的特点和适用范围。
设计师在选择空间结构形式时需要根据建筑物的功能需求、美观要求和经济性等因素进行综合考虑，确保最终的建筑物能够达到预期的效果。
高层建筑的结构稳定性分析研究
高层建筑的结构稳定性分析研究随着城市化进程的加速，高层建筑如雨后春笋般在城市中拔地而起。
这些高耸入云的建筑不仅是城市的地标，更是人类工程技术的杰作。
然而，高层建筑的结构稳定性是其安全可靠的关键所在。
一旦结构出现问题，后果将不堪设想。
因此，对高层建筑的结构稳定性进行深入分析研究具有极其重要的意义。
高层建筑的结构稳定性受到多种因素的影响。
首先，建筑的高度本身就是一个巨大的挑战。
随着高度的增加，风荷载、地震作用等水平力对结构的影响显著增大。
风会在建筑表面产生压力差，导致结构产生晃动和变形。
而地震则会带来强烈的水平和竖向振动，考验着结构的抗震能力。
建筑的形状和布局也对结构稳定性有着重要影响。
合理的平面形状和立面布置能够有效地减少风的阻力和地震作用的不利影响。
例如，采用规则的矩形或圆形平面形状，避免过于复杂的凹凸变化，可以使风荷载分布更加均匀。
在立面设计上，尽量保持竖向刚度的连续性，避免刚度突变，有助于减少地震时的破坏。
结构体系的选择是决定高层建筑结构稳定性的核心因素之一。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构具有较好的灵活性，但抗侧刚度相对较小，适用于较低的建筑。
剪力墙结构则具有较大的抗侧刚度，能够有效地抵抗水平荷载，但空间布局相对受限。
框架剪力墙结构结合了两者的优点，在高层建筑中应用广泛。
筒体结构，如框筒、筒中筒等，能够提供极大的抗侧刚度，适用于超高层建筑。
材料的性能也是影响结构稳定性的重要因素。
高强度的钢材和高性能的混凝土能够提高结构的承载能力和抗震性能。
同时，材料的耐久性和防火性能也不容忽视，它们直接关系到结构在长期使用过程中的安全性。
在分析高层建筑的结构稳定性时，需要运用一系列的理论和方法。
静力学分析是基础，通过计算结构在各种荷载作用下的内力和变形，评估结构的强度和刚度。
动力学分析则用于研究结构在地震和风振作用下的响应，确定结构的自振特性和动力放大系数。
有限元分析方法是目前广泛应用的一种数值分析手段。
建筑结构的稳定性分析
建筑结构的稳定性分析在建筑工程中，结构的稳定性是一个非常重要且必须要考虑的问题。
一旦结构不够稳定，就可能导致建筑物倒塌、损坏或发生其他严重事故。
因此，对建筑结构的稳定性进行分析和评估是至关重要的。
一、稳定性分析的背景意义稳定性分析是指通过计算、研究和评估结构在受到外力作用下是否能保持其结构完整性和安全性的能力。
它考虑了各种力学因素，包括重力、惯性力、风载、地震载荷等。
通过进行稳定性分析，可以提前确定结构的强度、刚度和变形特性，评估结构的安全性，为设计和施工提供依据。
二、稳定性分析的方法1. 弹性稳定性分析弹性稳定性分析是最简单、最常用的一种稳定性分析方法。
它假设结构在受力过程中保持弹性行为，即结构内部力的变化不超过弹性极限。
在进行弹性稳定性分析时，需要考虑结构的刚度、形状、边界条件等因素。
2. 塑性稳定性分析塑性稳定性分析是一种更为精确和全面的稳定性分析方法。
它考虑了结构在受到载荷作用时材料的非弹性行为，即超过弹性极限后产生的塑性变形。
通过进行塑性稳定性分析，可以更准确地评估结构的安全性和稳定性。
三、稳定性分析的关键参数1. 临界载荷临界载荷是指结构在失去稳定性前所能承受的最大外力。
通过计算临界载荷，可以确定结构的稳定性等级，并对结构进行合理的设计和优化。
2. 安全系数安全系数是评估结构稳定性的重要参数之一。
它是指结构在正常使用条件下所能承受的最大外力与结构临界载荷之间的比值。
安全系数越大，表示结构的稳定性越高。
3. 变形控制结构的变形是稳定性分析的另一个重要考虑因素。
在进行稳定性分析时，需要控制结构的变形在可接受范围内，以确保结构的正常使用和安全性。
四、稳定性分析的应用领域稳定性分析广泛应用于建筑工程中的各个领域，包括高层建筑、桥梁、隧道、塔楼等。
在高层建筑中，稳定性分析可以帮助设计师确定结构的最佳尺寸和材料，以保证其在风荷载和地震力的作用下具有足够的稳定性。
在桥梁和隧道工程中，稳定性分析能够帮助设计师确定结构的合理形状和几何参数，以确保其在运营期间能够承受预期的荷载。
高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇
高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇高层建筑结构抗震分析与优化设计1高层建筑作为一种高度复杂的建筑结构体系，在地震等极端条件下，其结构稳定性会受到极大的挑战。
为此，在高层建筑结构的抗震设计中，需要对其结构体系进行充分的抗震分析和优化设计，以确保其在地震等极端条件下的结构安全性。
首先，在高层建筑的抗震设计中，需要考虑各种因素对结构稳定性的影响。
这些因素包括建筑结构的高度、结构形式、材料等等。
我们需要采用科学的方法对这些因素进行分析，并找出其对建筑结构抗震性能的主要影响因素。
其次，我们需要针对建筑结构的主要影响因素进行抗震分析。
这种分析方法的核心是对建筑结构体系的动力特性进行研究，以找出其在不同地震条件下的抗震性能表现，并加以评估。
这种方法需要结合计算机模拟等技术手段，对建筑模型进行模拟并进行动力分析，以获取建筑结构的动态响应曲线。
最后，在对建筑结构进行抗震分析和评估之后，我们需要进行相应的优化设计，以提高建筑结构的抗震性能。
这种优化设计可以针对建筑结构的不同部位和因素进行，比如调整结构形式、加强连接构件、使用更耐震性的材料等等。
需要注意的是，在高层建筑的抗震设计中，我们还需要考虑到建筑结构的经济性和可持续性。
因此，在进行抗震分析和优化设计时，我们需要综合各种因素进行评估，以找出最经济、最可行的设计方案。
总之，高层建筑的抗震设计是一项极为复杂和关键的工作，它需要结合多种技术手段和科学方法进行研究和应用，以确保建筑结构在地震等极端情况下的安全和稳定。
高层建筑结构抗震分析与优化设计2高层建筑结构抗震分析与优化设计随着经济的发展和城市化的加速，高层建筑的数量逐年增加。
然而，高层建筑在地震发生时容易受到破坏，不仅影响建筑的使用安全，也会造成严重的人员伤亡和财产损失。
因此，在高层建筑的设计和建设过程中，结构的抗震性能是非常重要的。
本文将从高层建筑结构的抗震分析和优化设计两个方面进行探讨。
一、高层建筑结构的抗震分析高层建筑结构的抗震分析是建筑工程中非常重要的环节之一。
高层建筑结构稳定性
2019-2020学年新泰市新汶中学高三英语第三次联考试题及答案第一部分阅读（共两节，满分40分）第一节（共15小题；每小题2分，满分30分）阅读下列短文，从每题所给的A、B、C、D四个选项中选出最佳选项ABook reading is certainly one of the most absorbing habits. For young adults who love to read, finding some good books to read is very essential. Writing a book review can help you to improve your language and writing skills.The Book ThiefListed onThe New York Times Children’s Best Seller List for over 100 weeks, The Book Thief by Markus Zusak is the story of a young girl in the Nazi camps set during World War II. So, if you love history and wish to learn how the life was during Adolf Hitler’s time, read this historic book.The Diary of Young GirlEven Anne Frank can not have imagined that her personal diary written during World War II would become such a popular book. It’s a must read that describes the situation of a family in the evils of wars through the eyes of a teenager.Animal FarmAnimal Farm is one of the most popular books by George Orwell. It is just a reflection of the Stalin and World War II period that has been so creatively presented in this book. It is an interesting example of how literature can be used to present conditions common in the society.Adventures of Huckleberry FinnMark Twain’s Adventures of Huckleberry Finn is one of the great American novels in history, and is certainly a great pick for young adults. Young Huck Finn and his mischief along with the color1 ful description of people around theMississippi Rivermake this novel a great book to read.1.Which book describes the author’s own experiences according to this passage?A.The Book ThiefB.The Diary of Young GirlC.Animal FarmD.Adventures of Huckleberry Finn2.What do the first three books have in common?A.All of them are about wars.B.All of them are about farms.C.All of them are intended for history lovers.D.All of them were written during World War II.3.The purpose of this passage is to _________.A.instruct youngsters how to improve skillsB.tell youngsters some wonderful reading habitsC.introduce several good books to youngstersD.give youngsters advice on writing a book reviewBPeople saved a 20-foot orca (虎鲸) that was stuck between rocks on an Alaskan shore by continuously pouring water over it and protecting it from birds who circled above the defenseless whale.The whale was ultimately saved after a six-hour, labor-intensive life-saving operation. Someone spotted the large whale on the Prince of Wales Island near the coast of British Columbia on the morning of July 29th. The Coast Guard was called around 9 a.m. local time. Chance Strickland, the captain of a private yacht in Alaska, and his crew anchored and began life-saving action that were videoed by Aroon Melane and posted on the Internet.Strickland could hear the orca calling out to killer whales swimming in the area. People on other boats stopped with water and buckets to pour water over the animal. “There were tears coming out of its eyes,” Mr. Strickland told the local newspaper. “It was pretty sad.”The group of people formed a chain that passed buckets of seawater back and forth and poured the water on the orca, which seemed to liven it up. It made a noise and raised its tail when it got water.The National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) was called in, which can be seen on the video using a machine to spray amist of seawater on the orca, which doubled as a way to keep the whale cool and scare the large group of birds that were hoping to feast on the beast.Melane said in her video that the orca was stranded (搁浅) for about six hours until the tide came in andswept it back into the ocean. The group efforts of Strickland’s crew and the NOAA saved the 13-year-old killer whale.4. Why did birds circle above the orca?A. They were eager to eat it.B. They wished to protect it.C. They were attracted by the people.D. They wanted to find a place to rest.5. What did Strickland do immediately after finding the whale?A. Posted pictures online.B. Called friends for help.C. Took action to save it.D. Videoed the trapped animal.6. Why did the whale make a noise and raise its tail?A. To express its eager for water.B. To extend its thanks to people.C. To call out to its fellow whales.D. To show its power and sadness.7. Which can be the best title for the text?A. Killer Whale Got SavedB. The Orca Inspired KindnessC. Combined Efforts WantedD. Animals and Humans UnitedCChimps use loud calls and gestures to make their feelings known but until now, the exact meaning for individual movements has remained a mystery. Now researchers believe they have translated the key gestures used in the chimp community and identified their intentions for the first time.From 4,351 gestures, experts were able to identify 66 that are used for 19 specific message meanings, including showing a foot to tell a child they can climb on their back. The researchers were able to narrow down these 66 gestures to 36 that are used intentionally to achieve 15 purposes. The translations were made by Dr Catherine Hobaiter and her colleagues at St Andrews University in Scotland.Dr Hobaiter used behavior sampling and filmed all recorded cases of gestural communication. Other gestures include stomping their feet to ask another chimp to stop what they are doing, and slapping objects together to ask another to follow them. Of the 19 meanings,17 encouraged interactions to start, or to develop, such as “move closer,” and “change play”. Some of the gestures were found to have more than one meaning. and only 10 of the 66 gestures were used for only a single meaning.Researchers collected a total of 471 video clips from two social groups of chimps at a shelter near Kinshasa, Democratic Republic of Congo. As well as identifying what the gesture means, they also discovered the technique needed to increase the chances of success.“Human children use gestures to communicate before they produce their first words, and their earliest gestures typically appear around 10 months of age,” explained the researchers. “In great apes, there is good evidence that language-trained individuals are capable of acquiring and understanding signals, but this is far less clear in their natural communication. ”8. Chimps slap the objects to____________.A. tell others to stop what they are doingB. ask others chimps to join themC. gather other chimps to move closerD. encourage interactions to start9. What did researchers find after studying 471 video clips?A. Chimps trained in language are good at understanding signals.B. Two social groups of chimps live at a shelter near Kinshasa.C. Language-trained individuals do well in natural communication.D. Chimps’earliest gestures appear around 10 months of age.10. How is the last paragraph developed?A. By analyzing causes.B. By examining differences.C By making comparisons. D. By following time order.11. What can be a suitable title for the text?A A New Research on Chimps B. Human Children and ChimpsC. Getting the Chimps Trained for LanguageD. Translating the Sign Language of ChimpsDConcrete is the world's most consumed material after water. Because it already surrounds us in the built environment, researchers have been exploring the idea of using concrete to store electricity—turning buildings into giant batteries. The idea has been gaining ground as we have come to increasingly rely on renewable energy from the wind and sun: rechargeable batteries are necessary when the breeze dies down or darkness falls.Experimental concrete batteries have only managed to hold a small part of what a traditional battery does. But one team now reports in Buildings that it has developed a rechargeable original model that could represent a more than 900 percent increase in stored charge, compared with earlier attempts.A live-in concrete battery might sound unlikely. Still, "you can make a battery out of a potato," notes Aimee Byrne. In a future where sustainability is key, she likes the idea of buildings that avoid waste by providing shelter and powering electronics.Although the new design stores more than 10 times as much power as earlier attempts, it still has a long way to go: 200 square meters of it "can provide about 8 percent of the daily electricity consumption" of a typical U.S. home, Zhang says.This is not enough to compete with today's rechargeable devices. "We're getting milliamps (毫安) out of concrete batteries—we're not getting amps (安培), "Byrne says." We're getting hours as opposed to days of charge." But she adds that" concrete batteries are completely in their childhood, compared to other battery designs." The earliest batteries were simple andbulky. Researchers experimented with new materials and designs for more than a century to develop today's small devices. Byrne suggests concrete-based energy storage couldundergo a similar evolution. "The whole idea is that we're looking far into the future," she says. "We're playing the long game with it."12. What can we learn about the concrete batteries?A. They become increasingly renewable.B. They are the most consumed batteries.C. They are being developed by researchers.D. They will replace energy from the wind and sun.13. Why does Byrne mention a battery out of a potato?A. To show it is easy to build concrete batteries.B. To argue it is possible to develop concrete batteries.C. To make her statement more interesting.D. To call on people to protect the environment.14. What does the underlined word "bulky" in Paragraph 5 mean?A. HeavyB. CheapC. EfficientD. Small.15. What doesByrne think of concrete batteries?A. They beat today's rechargeable devices.B. They are simple and bulky.C. They have a doubtful future.D. They have a long way to go.第二节（共5小题；每小题2分，满分10分）阅读下面短文，从短文后的选项中选出可以填入空白处的最佳选项。
超高层建筑结构整体稳定性分析方法探讨
超高层建筑结构整体稳定性分析方法探讨随着城市化进程的加快和人口的不断增长，超高层建筑在现代城市中扮演着越来越重要的角色。
然而，超高层建筑的特殊性质使得其结构整体稳定性成为设计和施工过程中的一个重要考虑因素。
本文将从理论和实践两个角度，探讨超高层建筑结构整体稳定性分析的方法。
一、理论探讨1.框架分析法框架分析法是一种经典的结构稳定性分析方法，适用于刚性结构或刚性连续体。
其基本思想是将结构离散化为框架元素，并在各个节点上施加不同的荷载和边界条件，以求解结构的位移和力的分布情况。
在超高层建筑中，可以通过分析主要的竖向和水平位移来评估结构的稳定性。
2.非线性分析法传统的结构分析方法往往基于线性弹性理论，忽略了结构的非线性效应。
然而，对于超高层建筑这样的大跨度和大变形结构，非线性效应往往是不可忽略的。
非线性分析法可以通过考虑结构的材料非线性、几何非线性和接触非线性等因素，更真实地模拟结构的实际力学行为，从而提供更准确的稳定性评估。
3.动力分析法超高层建筑常常面临地震、风荷载等外部环境的作用，对结构稳定性提出了更高的要求。
动力分析法可以将结构的动力响应纳入考虑，通过模拟结构对地震或风荷载的反应，评估结构的整体稳定性。
常见的动力分析方法包括模态分析、时程分析和随机振动分析等。
二、实践探讨1.典型案例分析超高层建筑的结构稳定性问题在实践中得到了广泛关注。
以中国的上海中心大厦为例，该建筑高度632米，结构复杂，面临着强烈的风荷载和地震荷载。
在设计过程中，采用了基于非线性分析方法的协调模态组合法来评估结构的稳定性，并进行了全面的风洞试验验证。
该案例表明，结合理论和实践相结合的方法能够有效地解决超高层建筑的结构稳定性问题。
2.在建筑材料和结构设计中的应用在超高层建筑的材料选择和结构设计中，结构整体稳定性是一个关键的考虑因素。
例如，在混凝土结构中，可以采用高性能混凝土和纤维增强材料来提高结构的整体稳定性。
在钢结构中，可以通过合理的结构布局和剪力墙的设计来增强结构的整体稳定性。
高层建筑结构整体稳定性研究
高层建筑结构整体稳定性研究【摘要】高层建筑结构整体稳定性研究是指结构的侧向刚度和重力荷载之比即“刚重比”，是反映结构整体稳定性的关键参数。
当高层建筑的高宽比足够大时，结构的“刚重比”一般接近规范规定的下限值，甚至低于下限值，计算的“刚重比”的准确性就显得非常重要。
结构的“剪重比”主要与结构抗震设防烈度和结构体型、结构布置有关。
【关键词】高层建筑结构稳定性；“刚重比”；“剪重比”一、“刚重比”要求结构的整体稳定是高层建筑结构设计的基本要求。
《高层建筑混凝土结构技术规程》（J G J 3 - 2 0 1 0 ）（以下简称《高规》）以强制性条文的形式给出了高层建筑结构满足整体稳定性要求时的下限。
结构的侧向刚度和重力荷载之比（以下简称“刚重比”）必须满足规定的数值，否则结构将在风荷载或水平地震作用下，由于重力荷载产生的二阶效应过大从而引起结构的失稳甚至倒塌。
《高规》规定，当高层建筑结构的“刚重比”数值满足最低限值要求时，结构的整体稳定具有适宜的安全储备，但应考虑结构的重力二阶效应的不利影响。
当高层建筑结构的“刚重比”数值足够大时，结构的重力二阶效应已经很小，可以不计其不利影响。
从以往的工程实践可以看出，绝大多数多层建筑及一般的高层建筑按《高规》第5.4 .4条给出的计算公式来判断，其整体稳定性一般都满足“刚重比”限值的最低要求，甚至可以不计重力二阶效应的影响。
但当高层建筑或超高层建筑的高宽比足够大时，计算的“刚重比”数值一般接近《高规》规定的下限，甚至低于下限数值。
此时，计算的“刚重比”数值的准确性就显得非常重要，它直接影响到“结构的整体稳定性是否符合要求”的判断，关系到结构的安全。
因此，按照《高规》的计算公式得出的高层建筑结构的“刚重比”是否能够很好地反映结构的整体稳定性，值得我们进行更深入的探讨和研究。
条文说明 5.4.4 结构整体稳定性是高层建筑结构设计的基本要求。
研究表明，高层建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可能性很小。
高层建筑结构稳定性分析方法
高层建筑结构稳定性分析方法摘要：随着城市人口居民的不断增多，城市人口用地的逐渐减少，高层建筑物的兴起成为了解决这一问题的有效措施。
在提高城市空间利用率的同时，高层建筑的结构稳定性也是人们越来越关注的问题。
在工程建筑建造与施工的过程中，对其稳定性具有一定的要求，高层建筑物只有在一定程度上保证其结构的稳定性才能投入使用。
因此，施工企业在进行施工的过程中，要将高层建筑的稳定性放在首位，进而保证高层建筑的建造质量。
关键词：高层建筑；结构稳定性；抗风抗震引言：施工企业在建造高层建筑物的过程中，施工人员要保证建筑物的结构稳定性，使建筑物在使用的过程中，不会因地震与强风等环境灾害的破坏而出现高层建筑坍塌的现象，进而保证高层建筑内居民的生命安全。
设计人员在进行设计方案的过程中，应对高层建筑的整体结构进行合理设计，为施工人员进行建造高层建筑结构奠定基础。
本文对提升高层建筑稳定性的方法、水平加强，对结构稳定性影响分析、高层建筑的抗风抗震手段、高层建筑结构整体稳定性的设计进行了阐述，希望可以为建筑企业提高高层建筑的结构稳定性做出些许贡献。
1.提升高层建筑稳定性的方法高层建筑物在使用的过程中，会出现自主晃动的情况，施工单位在进行施工的过程中，会将风阻尼器放置在高层建筑顶层。
风阻尼器是一种自动配重的装置，一般情况下相应的工作人员会将风阻尼器用于对地震的防御过程中。
如果高层建筑出现了晃动的情况，那么风阻尼器就会出现晃动，摆动一个几百吨重量的大铁球。
而风阻尼器的运用能够及时地调整建筑物的振动频率，从而避免出现共振的情况，能够有效地平衡高层建筑所受的外力，减小高层建筑的晃动，进而保证高层建筑的结构稳定性，从而确保建筑物内居民的生命安全。
在建筑建造的过程中，施工人员想要保证建筑物的稳定性，就要不断地提高地基工程的建造质量，只有高层建筑的地基稳定，才能使整个高层建筑趋于稳定。
施工单位想要不断地提高高层建筑的稳定性，就要在设计阶段对建筑物的稳定性进行设计，在设计师进行设计的过程中，应对建筑的抗风与抗震的最大程度的受力进行计算，并分析高层建筑会如何受力，设计出建筑物结构做稳定的方案，进而在最大限度上提高高层建筑结构的稳定性[1]。
超高层建筑的结构设计与分析
超高层建筑的结构设计与分析随着城市化的快速发展，超高层建筑成为了现代城市的地标式建筑，它不仅是提高城市用地效率的重要手段，还能够彰显城市的发展实力。
然而，随着建筑高度的增加，对于超高层建筑的结构设计和分析就提出了更高的要求。
那么，在超高层建筑的结构设计与分析中，有哪些需要注意的问题呢？I、超高层建筑的结构设计超高层建筑的结构设计需要从以下几个方面加以考虑：1.承载力安全性超高层建筑的自重和荷载非常大，因此在结构设计中，需要保证其承载力的安全性。
主要是要有足够的极限破坏荷载。
同时，控制变形也是至关重要的，结构变形应该在可控的范围内。
2.结构稳定性超高层建筑的结构稳定性问题较为复杂，需要考虑地震、风荷载等因素。
地震荷载是超高层建筑中非常重要的设计考虑因素之一，因此结构设计中需要考虑地震对建筑物的影响并进行相应的抗震措施。
3.施工性超高层建筑的结构设计需要保证施工的可行性，并需要考虑施工的安全和效率。
需要在结构设计过程中，提高结构的模块化程度，采用标准化的件式和构件。
II、超高层建筑的结构分析超高层建筑的结构分析需要从以下几个方面进行：1.荷载分析荷载分析需要考虑自重荷载、活荷载和作用在建筑结构上的各种荷载。
这些荷载会对超高层建筑的结构和变形产生影响。
2.稳定性分析稳定性分析是超高层建筑结构分析中必须要考虑的问题，需要根据荷载和地震等因素进行分析，确保超高层建筑的结构稳定性满足要求并有充足的稳定裕量。
3.受力分析超高层建筑的受力分析需要考虑各个构件和部位的受力情况，包括弯矩、剪力、轴力和扭矩等。
4.变形分析超高层建筑在受到荷载和地震等因素的影响下会产生一定的变形，因此变形分析也是结构分析中必须要考虑的问题。
需要通过模型分析，计算得出结构的扭转角度、变形程度等参数。
综上所述，超高层建筑的结构设计和分析需要综合考虑各个方面的因素，确保超高层建筑的结构承载能力、稳定性和施工性都能够得到合理的保证。
同时，需要运用现代工程技术和结构设计理论，不断提高超高层建筑的设计水平，为城市的发展和进步做出更加积极的贡献。
高层建筑结构整体稳定性分析
一、目前考虑P-∆效应的主要方法
1.1 弯矩增大法 根据觃范，由传统弹性分析得到的柱端弯矩能放 大为
《混凝土结构设计觃范》采用增大偏心距来反 映弯矩的增大，将轴向压力对截面重心的刜始偏 心距乘以偏心距增大系数η。
2.2 迭代P-∆方法 在这丧斱法丨，通过一阶弹性分析斱法计算出刜 始的第i层的侧向位秱∆i，垂直荷载Ni由于刜始位秱∆i 所产生的附加楼层剪力为
根据有限变形理论，在直角坐标系下， 单元轴线处的轴向应变ε和截面曲率ψ z、ψ y 的公式
三、高层结构实例分析
3.1 结构概况
某大楼为正斱形平面，平面尺寸 为27mx27m，地上34层，典型层层 高为3.5m。主体结构采用带加强层框 架-核心筒结构体系，核心筒尺寸为 9mx9m，外圈框架的柱距为9m，图 a为主楼的结构平面。主楼的高宽比 为4.4,核心筒的高宽比为13.2。此工 程按7度地震设防，IV类场地土。考 虑到核心筒的高宽比值较大，为提高 整丧结构的抗侧刚度，减少结构侧秱， 于顶层和第21层设置8片刚臂和周边 圈梁，刚臂和圈梁均为钢筋混凝土实 腹大梁，图b为加强层结构平面。
二、力学模型
2.1 有限元模型 2.1.1 梁柱单元 梁柱单元主要计算工作量在于单元的截面分析，也 就是要计算出截面内力和应变之间的关系，即截面的刚度 矩阵。对于比较觃则的截面可采用条带法，但对于任意截 面此法的计算工作量很大，采用高斯数值积分法对横截面 积分，算出截面刚度矩阵，这种斱法尤其适合丌觃则截面 刚度系数的计算，由于截面高斯积分点数进进小于条带法 丨的条带数，因此它的计算工作量能大大减少，这对于一 丧结构的分析尤为重要.
建筑师为了实现丧性,体现创新而设计了众多复杂体 型和内部空间多变的高层建筑。许多创新超出了现行觃范 的限制,近年来建造的一些高层就存在高度、体形丌觃则、 楼层大开洞、大堂入口处多层通高、凸凹比偏大以及高位 转换等许多超出觃范要求的做法,而且这些做法在高层设 计丨越来越流行。
高层建筑结构与稳定性分析
高层建筑结构与稳定性分析高层建筑具有极高的经济价值和美学价值，但是在设计与建造过程中，其结构与稳定性成为了严重制约因素。
本文旨在探究高层建筑结构与稳定性问题，并提供合理的解决方案和建议。
一、高层建筑结构特点分析高层建筑结构的主要特点是垂直荷载、水平荷载和变形问题。
1.垂直荷载垂直荷载指的是由于建筑物本身重量及各种载荷(如风荷载、地震荷载等)所引起的垂直向荷载。
由于高层建筑通常高度较大，因此垂直荷载对建筑物的影响也相对较大。
因此，设计时要考虑建筑物的重量分布、临界地震荷载等因素。
2.水平荷载高层建筑在建设过程中，会产生各种侧向荷载，如风、地震等。
因此，高层建筑还要考虑水平荷载问题。
3.变形问题高层建筑建设过程中会因为各种因素产生弯曲、挤压等变形，因此，建筑设计时还要考虑变形问题。
变形问题包括挠度、变形率、膨胀和收缩等。
二、高层建筑结构与稳定性问题由于高层建筑的结构、高度、地域、所在区域及使用环境等条件复杂多变，因此，在设计和建造时，需要考虑结构和稳定性问题。
1.结构问题高层建筑的结构主要涉及负荷，包括垂直和水平两个方向上，结构本身所承受的荷载负担越来越大。
因此，高层建筑的结构设计必须依据荷载、材料的强度和刚度等因素，合理选择构造模式和设计使用的材料等。
2.稳定性问题稳定性问题是高层建筑建造中最关键的问题。
稳定性主要包括建筑物框架的稳定度等问题。
其稳定性问题首先要考虑是垂直，主要是建筑物的自重荷载。
同时，还要考虑水平，主要是地震和风荷载。
除了考虑水平荷载之外，还需考虑旋转覆倒单元的旋转稳定。
三、高层建筑结构优化方案针对高层建筑结构与稳定性问题，本文对优化方案提出了以下几点建议:1. 建筑结构优化：优化建筑结构是提高稳定性的基础。
合理设计建筑结构，避免不必要的负荷，可以使建筑物更加稳定。
建筑物的结构包括构造栏杆、楼板、各种筋管等；还有连接结构等部分。
2. 使用优质材料：选择合适的材料，是实现建筑物高度与高质量的关键。
超高层建筑结构整体稳定性分析方法探讨
超高层建筑结构整体稳定性分析方法探讨超高层建筑是一种极为复杂的工程结构，其高度、重量和结构复杂度都远超一般建筑物。
因此，超高层建筑的稳定性分析成为了一个极为关键的问题。
本文将探讨超高层建筑结构整体稳定性分析方法，从结构设计、静力计算、动力计算、非线性分析等几方面展开。
一、结构设计超高层建筑的结构设计是保证其稳定性的基础。
在超高层建筑结构设计中，需要考虑如下因素：1.荷载：超高层建筑所承受的荷载相对较大，因此需要考虑设计荷载的各个方面，包括重力荷载、风荷载和地震荷载等。
这些荷载将以不同方式作用于建筑物结构之上，要保证结构安全稳定，就需要考虑这些荷载之间的相互影响。
2.结构体系：超高层建筑的结构体系可以分为框架式、核筒式、桶式、双塔式等，每种结构体系都有其适用的范围和特点。
设计人员需要根据具体情况选择最为合适的结构体系。
3.材料：超高层建筑常常采用高强度混凝土或钢结构，如何选择合适的材料，考虑其强度、刚度、耐久性、防火性等因素，是设计的关键。
二、静力计算静力计算是超高层建筑稳定性分析的重要环节，其目的是通过静态平衡方程计算出建筑物的受力状态，以及各个构件的内力、位移等参数。
静力计算具体包括以下几个方面：1.建筑物重心计算：重心是建筑物平衡的关键，需要根据建筑物的荷载和结构体系计算出其重心位置。
2.反力计算：静力平衡方程的左边是受力，右边是反力。
通过计算反力，可以得到结构的受力状态。
3.内力计算：超高层建筑结构需要承受较大的荷载，因此在设计时需要考虑内力计算，例如弯矩、剪力、轴力等。
内力计算结果将直接关系到结构的稳定性和承载能力。
三、动力计算动力计算是超高层建筑稳定性分析的另一个重要环节，其目的是分析建筑物在地震、风等自然灾害下的动态反应，以及处理结构的稳定性问题。
动力计算包括以下几个步骤：1.建筑物振型计算：建筑物的振型分析是针对结构的动态特性进行分析，主要是分析建筑物在地震、风等环境下的振动情况。
高层建筑中的结构稳定性分析
高层建筑中的结构稳定性分析高层建筑是现代城市中不可或缺的重要元素，它们傲然屹立于都市之巅，给人以壮观和震撼。
然而，高层建筑的结构稳定性一直是建筑工程中的重要课题，它关乎着建筑物的安全性和可持续性发展。
本文将对高层建筑中的结构稳定性进行深入探讨。
首先，高层建筑的结构稳定性与建筑材料的选择密不可分。
一般情况下，高层建筑的主要结构框架采用钢结构或混凝土结构，这是因为钢结构和混凝土结构具有优秀的抗震性能和承载能力。
钢结构具有高强度、高刚度和适应性强的特点，能够有效吸收和分散地震荷载，并且可以灵活调整结构设计。
混凝土结构则具有良好的耐久性和变形能力，能够承受较大的压力和拉力。
因此，选择适合的建筑材料对于高层建筑的结构稳定性非常重要。
其次，高层建筑的结构稳定性还与建筑结构的设计和施工质量密切相关。
在设计阶段，工程师需要综合考虑建筑物的高度、形态、荷载、抗震需求等因素，制定合理的结构设计方案。
同时，施工过程中需严格按照设计图纸和相关规范进行施工，保证结构的准确度和质量。
例如，在混凝土结构的浇筑过程中，需要保持适宜的水灰比，控制混凝土的质量和温度，以确保结构构件的力学性能。
此外，建筑物在使用过程中的维护和保养也是确保结构稳定性的重要环节。
除了材料选择和施工质量，高层建筑的结构稳定性还需要考虑地震和风荷载等外力的作用。
地震是威胁高层建筑结构稳定的主要因素之一。
地震荷载会给结构体系带来水平力、剪力和扭矩等作用，容易导致结构的变形和破坏。
因此，在设计高层建筑时，必须进行有效的抗震设计，采取适当的结构加强措施，如设置抗震支撑墙、剪力墙等。
风荷载也是高层建筑结构的重要考虑因素，尤其对于超高层建筑来说，其高度和形态会对风的作用产生较大影响。
因此，需要通过风洞试验和风力荷载计算进行结构设计，采取减小风荷载的措施，如设置抗风支撑系统、减小建筑剖面积等。
此外，高层建筑还面临着温度变化、地基沉降、自身重力等因素的影响。
温度变化会导致结构的热胀冷缩，对结构产生内力和变形的影响。
典型高层建筑结构稳定性分析
典型高层建筑结构稳定性分析作者：刘学通来源：《现代商贸工业》2019年第11期摘要：介绍了影响高层建筑结构稳定性的一些因素。
通过一些简单的实例分析，介绍了高层建筑结构设计中需要考虑的一些关键因素。
关键词：高层建筑;结构稳定性;竖向荷载;水平荷载中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/ki.1672-3198.2019.11.1091 引言1.1 研究背景随着社会经济的迅速发展，高层建筑已经遍布世界各地。
不同国家对高层建筑的定义不同，美国将建筑高度大于24.6米或高于7层的建筑称为高层建筑;而中国把住宅建筑高度大于27米的和其它非单层民用建筑高度大于24m的建筑定义为高层建筑;从建筑定义的角度来分析，高层建筑是近年来迅速发展的建筑形式。
对于高层建筑的结构分析，高层建筑的结构体系是随着结构设计理论的进步和新材料、新工艺的应用而不断发展的，其结构设计越来越巧妙，新结构建筑物的寿命也越来越长。
二战后，世界上大部分国家的建筑能力大大提高，越来越多的建筑形式已经横空出世。
越来越多的人不再满足于实体结构的楼房，想要跟随时代的潮流，搬进了高层住宅。
高层建筑一般都是框架结构，这样的结构稳固，比起实体结构的建筑物，框架建筑物的抗震效果更好一些。
但建造框架结构的建筑时，要考虑进去许多因素，比如水平风力与竖向剪切力。
1.2 研究目的与意义论文的研究方法和结论可以帮助人们认识到高层建筑结构稳定的重要性，讓更多的青少年重视建筑力学，有助于我们去培养对建筑结构的兴趣。
高层建筑的力学分析作为一个值得探讨的研究课题，我们既可以从中发现有关高层建筑的创新点，也尝试发掘当今时代高层建筑中能够突破的点。
2 结构及设计特点分析2.1 基本结构分析方法常见的建筑结构的分析方法有弹性分析;弹塑性分析;塑性内力重分布分析和试验分析等。
在此将简单介绍其中的一种分析方法—塑性内力重分布分析。
内力或塑性内力重分布指的是：超静定钢筋混凝土结构中的非弹性特性引起的各截面内力间不再服从线性弹性关系的现象。
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二、稳定性分析方法和步骤
结构失稳是指外力作用下结构的平衡状态开始丧失,稍有扰动时变形便 迅速增大,最后使结构破坏。它包含两类稳定性问题。
第一类是理想化的情况,即结构达到某种荷载时,除原来的平衡状态外,还 可能出现第二个平衡状态,称为分支点失稳,数学上为求线性特征值问题,即线 性屈曲分析,其结构的线性平衡方程为
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二、力学模型
2.1 有限元模型 2.1.1 梁柱单元 梁柱单元主要计算工作量在于单元的截面分析，也 就是要计算出截面内力和应变之间的关系，即截面的刚度 矩阵。对于比较规则的截面可采用条带法，但对于任意截 面此法的计算工作量很大，采用高斯数值积分法对横截面 积分，算出截面刚度矩阵，这种方法尤其适合不规则截面 刚度系数的计算，由于截面高斯积分点数远远小于条带法 中的条带数，因此它的计算工作量能大大减少，这对于一 个结构的分析尤为重要.
特征值稳定性指标: 结构整体稳定及受压构件局部稳定极限屈曲荷载(恒+活) 的屈曲系数λ ≥10,即认为该结构的整体稳定性比较可靠。
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第二类稳定性问题是结构失稳时， 变形迅速增大,而不会出现新的变形形 式,即平衡状态不会发生质变，也称极 值点失稳。非线性稳定性分析即为第 二类。
它包括几何非线性和材料非线性。 若杆件变形较大，就不能在原有几何 形状的基础上分析力的平衡，而应在 变形后的几何形状的基础上进行分析。 这样，力和变形之间就会出现非线性 关系，这类问题称为几何非线性问题， 它包括重力二阶效应(P-∆效应)、几何 大变形，其结构的非线性平衡方程为
复杂高层的整体稳定性分析
侯小美，宋宝东 结构工程师，2008(6)
摘 要 ：《高层建筑混凝土结构技术规程》的稳定性规定与结构
的重力荷载和重力的二阶效应有关,该规定建立在弹性分析的基础上， 用构件承载力验算中的计算长度系数来保证结构的安全。该规定有 一定的适用范围，未必能保证复杂的高层结构的安全性及其计算上 的准确性。本文提出复杂高层应进行考虑二阶效应的非线性整体稳 定分析，分析结果可作为规程的比较和补充，以确定结构的安全与 可靠。
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一、目前考虑P-∆效应的主要方法
1.1 弯矩增大法 根据规范，由传统弹性分析得到的柱端弯矩能放
大为
《混凝土结构设计规范》采用增大偏心距来反 映弯矩的增大，将轴向压力对截面重心的初始偏 心距乘以偏心距增大系数η。
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2.2 迭代P-∆方法 在这个方法中，通过一阶弹性分析方法计算出初
始的第i层的侧向位移∆i，垂直荷载Ni由于初始位移∆i 所产生的附加楼层剪力为
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一、引言
建筑师为了实现个性,体现创新而设计了众多复杂体 型和内部空间多变的高层建筑。许多创新超出了现行规范 的限制,近年来建造的一些高层就存在高度、体形不规则、 楼层大开洞、大堂入口处多层通高、凸凹比偏大以及高位 转换等许多超出规范要求的做法,而且这些做法在高层设 计中越来越流行。
黄志华、吕西林 上海市超限高层建筑工程的若干问题研究
朱杰江，吕西林等 建筑结构学报，2003(6)
摘要：传统的高层混凝土结构重力二阶效应分析大多是近似方法，对于实
际高层结构，这种近似分析方法会带来较大差错。通过在单元几何方程中引 入二次项，较为精确地考虑了重力二阶效应对高层结构受力特性的影响。根 据高层结构的特点，建立了单片墙单元和筒体墙单元等非线性宏观单元。单 元截面分析采用高斯数值积分方法，可对任意不规则截面进行分析，在非线 性方程组的求解算法中引入了弧长算法，能够搜索到结构反应的全过程。研 究结果表明：对高度100m左右的高层混凝土结构，多遇地震作用下的强弹塑性变形验 算一般应考虑重力二阶效应的影响。
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四、结论
复杂高层整个结构在温度变化和混凝土徐变的作用下， 结构内部的微观裂缝将会发展成宏观裂缝，造成结构在小震 阶段的刚度退化；特别是当结构从弹性阶段发展到弹塑性阶 段时，结构的刚度退化比较快，重力二阶效应随刚度的退化 而迅速增大，对结构的侧移、内力及整体稳定性的影响越来 越明显。
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高层混凝土结构重力二阶效应的影响分析
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4.4 放大侧向荷载方法 在这个方法中，在一阶分析之前先进行水平荷载
的放大。放大因子为
Qu是根据假想的侧移角∆u/h算得的。在这个法中， 侧移和弯矩是对应于极限状态。如果楼层侧移刚度没有 多大变化，这种方法被认为是相当准确的。
上述各种方法是对二阶效应的近似考虑，但由于实 际结构的复杂性，会有许多出差错的机会。在真正的二 阶分析中，侧向挠度对弯矩、轴向力的影响，以及本身 又影响侧向挠度，其最终的弯矩和挠度包括了长细度效 应，因而其问题严格地讲是非线性的。为此，通过在单 元几何方程中引入二次项来精确考虑结构的几何非线性 的影响。
由此形成的这些结构体型复 杂的高层建筑,因其空间开阔且布 局多变,结构的水平荷载、竖向荷 载增加了,而侧向刚度却在不断减 少,整个结构在水平风荷载、地震 及重力荷载作用下,会引起不可忽 略的附加二阶效应,表现出明显的 几何非线性,计算时应考虑重力二 阶效应(P- ∆)对结构内力和稳定 性所带来的不利影响。 朱杰江、吕西林等 高层混凝土结构重力二阶效应的影响分析
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如果仅仅从《高层建筑混凝土结构技 术规程》(以下简称高规)第5. 4. 1条来确定 这种复杂体型结构的整体稳定性是不全面的， 指出对结构的刚重比不断减少的复杂结构在 满足上述强条的情况下，仍需计算分析P-∆ 对结构内力和位移的不利影响，以作补充; 在实际工程设计中，结构设计常用的做法就 是过分依赖于仅考虑线性弹性阶段下的 SATWE稳定计算结果,而不考虑结构的几何 非线性和材料非线性的影响，使得设计者无 法对复杂体型结构实际的稳定系数做到心中 有底。
然后框架在新的楼层水平力作用下重新分析，这 个过程一直进行下去，直到前后两次的∆i非常接近为 止。通常，对弹性结构只需1~2次循环就能满足要求。 如果在5~6次循环后仍不能收敛，则结构被认为是不 稳定的。
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3.3 负支撑杆件方法 在每一楼层，引入负面积的支撑杆件。其面
积为
通常，支撑杆件增大了结构的刚度，但负面积的 支撑杆件使得结构变得更柔。又这种方法计算的侧移 和弯矩是正确的，但轴向荷载和剪力是不正确的，因 为撑杆件的内力作用。然而这种误差很容易地被纠正。