框-剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的剛度優(yōu)化和合理布置.pdf

1、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)合框架和剪力墻的優(yōu)點(diǎn)，剪力墻主要承擔(dān)水平荷載，框架承擔(dān)豎向荷載，兩者受力明確、合理，揚(yáng)長避短，故廣泛應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)中。高層建筑建設(shè)周期長，投資大，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)如何獲得結(jié)構(gòu)最優(yōu)方案并能降低成本，一直是設(shè)計(jì)人員所努力的。國內(nèi)以往通常的做法是設(shè)計(jì)人員依據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)初步設(shè)計(jì)然后再進(jìn)行復(fù)查的形式，通過不斷計(jì)算改正，使其符合規(guī)范要求。但是方案的可行性在于設(shè)計(jì)人員對于結(jié)構(gòu)的掌握。目前有研究人員提出明確剪力墻合理數(shù)量的思路。如

2、對地震設(shè)防烈度進(jìn)行優(yōu)化，還有最小地震作用的優(yōu)化，所得到的剪力墻數(shù)量并不是最合理的。故本文以設(shè)計(jì)分析軟件MIDAS/GEN為工具，通過建立位于8度(0.2g)區(qū)的12層框剪結(jié)構(gòu)，在基于剪力墻合理剛度區(qū)間范圍內(nèi)，對三種不同位置剪力墻的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析。本文研究的主要內(nèi)容有:
　　1、通過反復(fù)荷載實(shí)驗(yàn)，對帶邊框柱及剪跨比較大的框—剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，實(shí)驗(yàn)表明帶邊框柱能延緩剛度退化，且框架與剪力墻在彈性變形階段內(nèi)力分布變化不大，非彈性階段

3、兩者變化大，剪力墻剛度退化明顯。
　　2、通過對框—剪結(jié)構(gòu)協(xié)同工作原理進(jìn)行理論分析，建立協(xié)同微分方程，設(shè)定剛度特征值λ，推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)在倒三角荷載作用下的位移、內(nèi)力及分布曲線。得出剪力墻最優(yōu)剛度區(qū)間。
　　3、最后，基于結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移限值，建立剪力墻數(shù)量優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出剪力墻最佳剛度的表達(dá)式，并結(jié)合工程實(shí)例，選取3種剪力墻模型，利用 MIDAS軟件對模型周期、層位移、柱和剪力墻的剪力分配等數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。驗(yàn)證