河北工業大學 本科畢業設計（論文）外文翻譯適用專業： 土 木 工 程 專 業 學生姓名: 學 號: 091645 班 級：土木093班外文出處（用外文寫）:coupled lateraltorsional frequencies of asymmetric,three-dimensional frame structures 指導教師： 職 稱： 高級工程師 教師號： 09079 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 提交日期： 2013 年 4 月 18 日 耦合側向扭轉頻率的不對稱的三維框架結構 卡迪夫工程學院，卡迪夫大學，卡迪夫cf24 3 aa、英國 英國卡迪夫薩罕德科技大學，,郵政信箱51335/1996,大不列顛愛爾蘭 摘要：本文提出了一種全局性的為了分析不對稱的固有頻率的計算方法，在三維框架結構中其中兩個正交方向運行的是主要框架，其性質可能有所不同，通過在一階梯狀的方式在一個或多個層的水平的高度的結構，控制微分方程制定替代系統采用的連續法的形式，并提出了一個簡單的動態剛度矩陣。這樣的提法允許分布式的質量和剪扭耦合剛度。因此，就有了需要的先驗特征值問題的解決方案。本文所需的自然頻率可以利用有限元素 - 威廉姆斯算法求的，這確保了使用一個階梯懸臂模型過程不會遺漏天然的頻率。當結構可以真實地表示由均勻的懸臂時候，解決方案可以很容易找到手。包括四個參數的研究，立體化非對稱框架結構研究方法比有限元分析方法得到的準確。關鍵詞：非對稱結構扭轉振動耦合、三維模型、剛架、連續介質力學1介紹 在過去的20年來，由于強大的臺式電腦的廣泛普及和各種廉價的有限元軟件做出來高度復雜的，立體的，多海灣的，多層結構已經成為司空見慣的準確性。所得到的模型通常被稱為“全球”或“整體”，因為他們是整體結構模型。因此，任何部分之間都是互動的框架，如剪力墻，核心等，或由于耦合結構部件。這種復雜的模型提供了相當大的物理結構和使用的空間布置和詳細的設計和分析是完全沒問題的。然而，在早期階段的發展中，如果它在一段時間的快速進化的過程中使用，這樣的概念模型在設計過程中耗費的時間是非生產性的。一個引人注目的替代方法是使用一個簡單的模型，尤其是對發展的結構類型占主導地位的結構特點。這種為簡化全球模型提供了一些潛在的好處。數據準備和分析將會更快;造型程序可能是更簡單和更透明的;精度評估或檢查在其他地方獲得的解決方案通常就足夠了，它可以被用來有效地用于改善和發展結構，它直接借鑒工程師的經驗和判斷，其使用的是一個具有包容性的過程。當使用完全自動化，通用軟件時，工程師在用主觀判斷的方式解決方案的過程中，有時會出現丟失數據。相當數量的研究工作已花費多年來對發展這種近似框架結構的頻率分析的方法。最廣泛使用的方法，利用連續介質的方法，其中均勻分布，建筑結構中被替換的懸臂梁質量和剛度。這方面的研究最初集中在兩維結構，有許多作者開發了各種近似方法，比如（博爾頓，1978; 豪森，2003年;roberts1981; williams等人，1983）;（羅斯曼，1974，1975年）（麥克勞德，1970）和三維對稱結構，包括框架，加上剪力墻框架和支撐框架（史密斯和克勞，1986）。 最近近似方法已經被發展為可以處理非對稱的振動三維結構，其中的平移和扭轉振動模式的耦合。吳曠（2000年，2001年）認為雙重不對稱的比例結構的問題，其中主要是由剪力墻。為了進行分析，懸臂的等效均勻耦合的彎曲和翹曲扭轉變形的結構被替換。進而他延伸了這個概念，研究中允許彎曲和剪切的墻壁框架結構的情況下。然而在這種情況下，框架系統是按比例的，但由于還存在非比例的結構形式，不久后墻框架結構的問題也被他們解決了。（2000年），使用等效偏心技術非比例結構是適當的，但有關的分析僅限于確定加上前兩個自然頻率的統一結構與單獨不對稱計劃形式。 手算方法也獲得了相當的關注，并特別適合檢查計算。扎爾卡（2001a，b）在最近的文章中聲明，這樣的方法可以處理三個維度簡稱ae，同頻率分析支撐框架的建筑物，加上剪墻壁和核心。該文還回顧了類似的相關研究。 許多理論都是kollar研究出來的，他已經由最新的具有同等作用的夾層梁取代了原有的結構，這樣既可以模擬修長而寬組成的框架，桁架結構，而且還可以加上剪切的墻壁（potzta和kollar，2003年）。在隨后的學術報告中，另一種方法是采用其中更換束的固有頻率近似求解。這樣，連同其他簡化假設，來確定所需的自然頻率的簡單的公式就被長早出來了（tarjan kollar，2004年）。（basu，1983; kopecsiri和kollar，1999年，b;羅斯曼，1974年，1975年rutenberg; skattum，1971年，史密斯和克勞1986年，史密斯和yoon，1991;扎爾卡，2001b）。 在上面的參考方法中，提供了解決的方案，準確度大都是取決于不同精度的的假設。令人驚訝的是，他們沒有允許特性沿高度變化的結構，盡管事實上，這幾乎是不可避免，在實際的建筑結構由于高度的原因。因此，本研究的目的，是提出保留本質特征的最簡單的模型所需的計算雙重不對稱的，三維的框架結構的自然頻率的整個結構的高度可以是均勻的，從而導致的一個特別簡單的手的解決方案，或者可以具有屬性的階躍變化，在一個或多個層的水平。2問題陳述 本文考慮建筑結構類包括兩維正交并且沒有額外支撐或剪力墻的結構。這樣的結構的橫向振動，是眾所周知的，其特征在于由三種類型的結構作用，把整體的彎曲和局部彎曲作為一個整體，層高間剪切結構。局部彎曲的框架的橫向振動通常很小，在最實際的情況下，通常可以忽略不計。另一方面，在整體彎曲情況，由于有限的軸向剛度的列的效果逐漸變得更加重要，因為長條的結構增加。他們提出的理論模型，跨層剪切完全取決于當地彎曲的影響，被認為是微不足道的豎向柱被假定為不可伸長，從而不允許整體彎曲的可能性。遺漏后兩項是合理的，他們結合的效果進行了評估，表示可能限制模型應用cability通過參數研究。解剖原有的建筑結構與模型的基本做法是分解，通常通過切割結構水平層高的適當關系的變化，分析相應的那些層高的水平變化。因此，在任何兩個相鄰的切平面之間的段之內所包含的層都是相同的。一個典型的結構，然后考慮隔離。最初，在一個方向上的主框架所取代的替代剪切梁。這個部分均勻分布的質量和剛度和不尋常的特性，它是允許剪切變形的，但沒有彎曲變形。反過來，每個軸在同一方向上運行由它自己的替代束代替所有這些彎曲的效果是相加建模的方向邊際中的效果這直接導致無法確定運動的微分方程選擇的方向。然后通過同樣的程序是在正交方向上運行的那些部分。一旦建立了這兩個方程，它需要一點力氣寫下耦合的扭轉運動替代表達式。由此形成的三個方程隨后精確求解是動態剛度的形式構成。然后，可以使用以重新產生的耦合剪切扭轉梁式的元件以通常的方式通過組裝各個分部的動態剛度矩陣的原始結構來求解。很顯然，在元素配方的最終模型中有一個先驗依賴頻率參數，所需的固有頻率，因此決定通過求解該模型使用本文有限元素威廉姆斯算法的基礎上，利用準確的技術，可以保證任何所求的固有頻率的準確性并且確保沒有忽略任何自然頻率。3理論 考慮到假設一個典型的不對稱結構，三維框架結構平面圖布局的平面框架在兩個正交的方向上運行，它是假設在每一層的剪切中心有一條垂直線，貫穿該結構的整個高度。這種情況是自動運行的平行于x軸的軸滿足所有比例的時候，所有的比例，即其剛度可以從任意幀的線性縮放矩陣，同樣地，并行運行的力在y軸上，雖然任意的幀在兩個方向上是相同的。4討論 有人提到振動的三維框架結構的特點是，在三種類型的結構作用，局部彎曲，彎曲和全局層高剪切。建議剪切器sion模型層高間剪切準確，但缺乏任何來自當地的剛度彎曲。因此，該模型是在這些領域比原來的結構更加靈活，當地彎曲是重要的，因此自然頻率將被低估。另一方面，某些柱被假定為不可伸長的，因此，該模型高估的頻率是影響全局彎曲的。由于局部彎曲是建筑物中最突出的低細長建筑物和全局彎曲是建筑物中最突出的比較高的細長的建筑物，這個是在模型中得出的結果并且完全在可接受的范圍內的建筑物中應用。5結論 在已經制定了一個簡單而準確的模型計算較低的固有頻率對應的振動中，高層建筑結構的整體模式。在這個范圍內，它包括許多幾何配置，從雙對稱結構的統一結構計劃到不對稱的階躍變化的部分屬性在任何數量的層高水平都存在。該模型已假設均勻分布的質量和剛度，因此，有需要的解決方案先