高层智能框架结构分析的QR法

论文摘要

智能结构是一种仿生结构体系，它集主结构、传感器、驱动器于一体，具有结构健康自诊断、自监控、环境自适应以及损伤自愈合自修复的生命特征及智能功能。智能结构的诞生是信息学科与工程及材料学科相互渗透融合的结果。近20年来，随着经济的迅猛发展，科学技术的不断进步，高层建筑依据其各种优势如雨后春笋般的发展起来。如果能将智能材料用于高层建筑中，无疑将促进高层建筑和智能材料的发展。本文研究智能平面框架结构分析的新方法，即智能QR法。通过将平面智能框架样条离散化，建立单元节点向量与样条节点向量的关系，根据智能变分原理，建立智能单元样条离散化总势能泛函，进而建立智能框架样条离散化总势能泛函，根据瞬时变分原理，建立智能框架样条离散化方程。本文利用QR法建立了智能高层框架结构分析新的计算格式，指出了QR法与有限单元法相比的优点，用MATLAB辅助编程计算了平面框架，与有限元分析软件ANSYS的结果比较，证明了QR法的有效性及精确性。经过算例分析，获得一些有益的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 智能结构
• §1.1.1 智能结构简介
• §1.1.2 智能结构的分析方法
• §1.1.3 智能结构的应用与发展前景
• §1.1.4 智能结构的研究内容现状及分析
• §1.2 智能材料
• §1.2.1 压电材料
• §1.2.2 形状记忆材料
• §1.2.3 电（磁）流变体材料
• §1.3 高层建筑
• §1.3.1 高层建筑的发展
• §1.3.2 高层建筑结构的设计
• §1.3.3 高层建筑结构理论发展现状及理论研究的发展趋势
• §1.4 本文的主要工作
• 第二章 智能梁理论
• §2.1 位移模式
• §2.2 几何方程
• §2.3 智能线本构关系
• §2.4 智能变分原理
• 第三章 高层建筑结构静力分析的QR法
• §3.1 QR法的基本概念
• §3.2 QR法的基本理论
• §3.2.1 样条离散化
• §3.2.2 建立单元结点位移向量与整个框架样条结点位移向量的转化关系
• §3.2.3 建立梁单元总势能泛函的转换格式
• §3.2.4 建立框架样条离散化总势能泛函
• §3.2.5 建立框架样条离散化刚度方程
• §3.2.6 求框架位移及内力
• §3.2.7 小结
• 第四章 智能高层建筑结构分析的QR法
• §4.1 样条离散化
• §4.2 建立单元结点向量与结构样条节点向量的关系
• §4.3 建立智能单元样条离散化总势能泛函
• §4.4 建立智能高层平面框架样条离散化总势能泛函
• §4.5 建立智能高层平面框架样条离散化刚度方程
• §4.6 智能结构静态形状控制
• e、[A]_e、[H]_e及[（?）]_e上矩阵'>§4.7 建立[（?）]_e、[A]_e、[H]_e及[（?）]_e上矩阵
• e、[A]_e矩阵'>§4.7.1 建立[（?）]_e、[A]_e矩阵
• e、[（?）]_e矩阵'>§4.7.2 建立[H]_e、[（?）]_e矩阵
• §4.8 程序简介
• 第五章 算例与分析
• §5.1 二层单跨智能框架形状控制
• §5.2 十层单跨智能框架形状控制
• §5.3 十层三跨智能框架形状控制
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录