淺談高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析計算方法

趙浩楠

摘要：伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，工程建筑也變得越來越多，高層建筑工程的建設(shè)一定程度上促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其中也運(yùn)用到很多的施工方法。在我國的高層建筑過程中，高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動力方法分析是一種常見的分析方法，在我國應(yīng)用的時間也很長，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，相關(guān)的科研工作在不斷的發(fā)展和進(jìn)行，高層建筑機(jī)構(gòu)彈塑性動力分析方法也成為了一種應(yīng)用范圍最廣的方式。這種方法也是最有效果的一種方式。利用這種方式進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)的處理，這種方式可以利用地震波進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，這樣一來，得到的地震波的信息就不用進(jìn)行二次處理，可以直接應(yīng)用到整個工程的建設(shè)過程中。把數(shù)據(jù)應(yīng)用到工程建設(shè)之后，可以利用數(shù)學(xué)和物理的相關(guān)知識進(jìn)行相關(guān)的方程式的計算和分析，這樣能夠在工程的建設(shè)過程中得到有效的信息。地震發(fā)生的等級不同，最終模擬出結(jié)構(gòu)的變化情況也是不同的，利用這些信息，可以利用先進(jìn)的技術(shù)手段對高層建筑進(jìn)行相關(guān)的力學(xué)的分析，這樣能夠一定程度上提高高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性，可以有效的保證建筑物的安全。

關(guān)鍵詞：高層建筑物；結(jié)構(gòu)力學(xué)；措施；計算

引言：

伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的建筑行業(yè)也發(fā)展的越來越快速，建筑物的數(shù)量變得越來越多，在不斷的增加和發(fā)展。對于一般的建筑物來說，建筑物的性能和穩(wěn)定程度是最重要的因素，建筑物的建設(shè)一旦變得越來越高，建筑物的側(cè)向位移就會不斷地在增加，建筑物的承載能力也很有可能發(fā)生一定的變化，這就需要相關(guān)的工作人員對建筑物的承載能力做出事前的預(yù)測和估計，對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，這樣才有利于整個工程的建設(shè)，保證高層建筑物的穩(wěn)定程度，不斷的滿足人們的需要。

1結(jié)構(gòu)力學(xué)的常見分析方法

1.1有線條法和樣條函數(shù)法

我國有很多的高層建筑都存在著一個明顯的特點(diǎn)，那就是整個工程的建筑十分的有規(guī)律，而且相似的情況比較多。我國是一個地大物博，氣候條件復(fù)雜多樣的國家，因?yàn)椴煌臍夂驐l件，地質(zhì)條件以及水文條件等影響，不同的地區(qū)的建筑物的設(shè)計是不同的。在我國城市的建筑過程中，不難發(fā)現(xiàn)，我國很多的地方都是低平的樓房，這和歐洲地區(qū)的城堡類房屋是不同的。在高層建筑物設(shè)計得到過程中，高層建筑物的設(shè)計一般都是很簡單的設(shè)計，在這種簡單的設(shè)計下，如果利用常微分方程求解器，就會把簡單的問題變得更加的復(fù)雜，有可能會產(chǎn)生病態(tài)方程組，這樣計算的過程就會更加的困難。想要避免這種情況，把復(fù)雜問題簡單化，可以通過利用有限條法。有限條法是簡單運(yùn)用分析方法中的一部分，利用這種方式進(jìn)行計算，既可以得到精準(zhǔn)有效的數(shù)據(jù)，還能夠進(jìn)行簡單的計算，一定程度上提高了整個工程的運(yùn)算效率，節(jié)省了很多的時間和步驟。

1.2常微分方程求解器分析方法

在整個高程建筑的結(jié)構(gòu)力學(xué)計算過程中，常微分方程求解器是其中一項(xiàng)常見的方式，這種方式也是在最近幾年建筑行業(yè)在不斷的發(fā)展過程中應(yīng)用的一種方法。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，建筑物的數(shù)量在不斷的增多，建筑物的高度在不斷的增加，傳統(tǒng)的離散化求解方式已經(jīng)不能夠滿足整個工程的需求，離散化求解方式也逐漸暴露出很多的問題，這些存在的缺點(diǎn)和問題對整個高層建筑的結(jié)構(gòu)力學(xué)分析造成了一定的阻塞。在以前經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的過程中，建筑物的數(shù)量不多，而且建筑物的高度并沒有達(dá)到現(xiàn)在的高度，相關(guān)的工程部門還會經(jīng)常應(yīng)用離散化方法進(jìn)行整改工程的分析，但是隨著社會的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷地得到了提高，這種方式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)下建筑物的需求，使用離散化計算方法的幾率變得越來越小，伴隨著數(shù)據(jù)越來越多，結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，工程的運(yùn)算過程也變得更加的困難。在這樣的大背景下，就誕生了常微分方程的求解方法。通過利用常微分求解方法，使得整個工程的計算變得越來越簡單，運(yùn)算的整體過程也變得越來越簡潔，還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，一定程度上提高了整個工程的施工效率，提升了整個工程的進(jìn)程。但是，雖然在目前我國很多的工程已經(jīng)逐漸利用常微分方程這種方法做出分析，常微分方程方法也有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是這并不代表這種常微分方程的方式是沒有缺點(diǎn)的，盡管這種方式應(yīng)用的范圍比較廣，但是仍然存在著很多的缺點(diǎn)，這種方式還會受到很多條件的限制，在今后使用的過程中需要我們不斷的提升方式的水平，解決出現(xiàn)的問題，更好的進(jìn)行使用。

1.3分區(qū)混合有限元分析方法

在很多的工程建設(shè)的過程中，分區(qū)混合有限元是一種常見的分析方法。這種方法使用的基礎(chǔ)是分區(qū)廣義變分的原理。如果想要合理的使用分區(qū)混合有限元這種分析方法，就應(yīng)該首先對分區(qū)廣義變分原理有清晰的理解。分區(qū)廣義變分原理主要指的是針對日益發(fā)展的有限元提出的，有限元的不同造成了很多的特點(diǎn)。在存在的特性過程中，有很多的特性之間存在著一定的共同之處，想要更好的解決這些有限元，就會提出了分區(qū)廣義變分原理。分區(qū)廣義變分原理的實(shí)質(zhì)就是進(jìn)行分類分析，把施工過程中的不同的有限元素進(jìn)行分類，在分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和解決。在施工的過程中，通過利用這種方式進(jìn)行有效的分析，可以保證整個工程的條件和質(zhì)量都是符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的。因此，分區(qū)混合有限元這種方式有很強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)揮的作用也十分的明顯，主要表現(xiàn)在實(shí)用性很強(qiáng)，涉及到的方面十分的廣泛，而且使用起來方便靈活，得到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性比較高，因?yàn)榉謪^(qū)混合有限元法的計算方法是有針對性的分區(qū)和有目標(biāo)得到未知量的共同求解，所以，最后的得到的結(jié)果和實(shí)際的結(jié)果幾乎不相上下，所以，在結(jié)構(gòu)力學(xué)工程建設(shè)的過程中，分區(qū)混合有限元這種分析方式有很強(qiáng)的應(yīng)用，相信在今后的發(fā)展過程中，會得到更加廣泛得到應(yīng)用。

結(jié)語：

綜上所述，我們有必要加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析方法研究工作，通過對常微分方程求解器法、有限條法以及最優(yōu)化理論法等相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)的主要分析方法進(jìn)行研究，從而有效的增強(qiáng)我國建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析水平。目前，我國的高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析的方法主要呈現(xiàn)出一種明顯的分類華的傾向，在這些方式使用的過程中，有限條法和樣條函數(shù)法主要是針對有規(guī)律的高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)進(jìn)行分析的。在今后建筑的發(fā)展過程中，伴隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和應(yīng)用，相信高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)會發(fā)展的越來越好。