小高层住宅的结构选型及抗震性能研究

论文摘要

近几年,小高层住宅大量涌现,特别是异形柱框架-剪力墙结构（以下简称:异形柱框架结构）和具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构（以下简称:短肢剪力墙结构）这两种新的结构体系的应用较多。通过抗震性能分析,寻求最适合于小高层住宅整体抗震的结构形式,对更好的发展住宅建设、满足人民长远的生活需要、建设更好更多的绿色住宅具有重要意义。目前有关小高层住宅矩形柱框架结构体系、异形柱框架结构体系和短肢剪力墙结构体系的抗震指标的比较研究很少,影响了人们对住宅结构体系综合指标的认识,不利于业主和设计人员对住宅结构体系应用范围的把握。住宅结构体系存在着一个适用范围的问题,应当从它的抗震性能出发加以科学的界定。在总结已有研究成果的基础上,本论文着重进行以下研究:1.阐述了短肢剪力墙与异形柱框架这两种常用结构形式的特点,并分析了各自的结构布置、结构计算和构造的相关问题。2.对短肢剪力墙结构体系、异形柱框架结构体系及矩形柱框架结构体系选用了合适的结构对比模型,即对于结构平面图相似,结构层数同为12层的小高层,用SAP2000对该结构分别进行了模态分析,弹塑性动力时程分析,得出它们在自振周期、水平位移、地震反应力,进行了地震反应谱分析,比较了它们在楼层水平位移、层间位移角,从而选出适用于小高层住宅的相对合理结构体系,并提出了设计建议,以供实际工程设计参考。3.阐述了Pushover分析方法（静力弹塑性分析方法）的基本原理、基本假定、一般步骤等,并将三种结构体系应用于同一小高层住宅,分别建立分析模型,采用SAP2000结构分析软件,根据现行结构设计规范进行了Pushover分析与计算,分别得到了它们塑性铰出现情况及能力谱曲线。对分析结果进行了评价,从而对结构的整体抗震性能进行了评估。4.分析了短肢剪力墙及异形柱布置对结构抗震性能的影响。结合作者设计的一个工程实例,对小高层住宅的选型进行了比较。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 高层建筑结构设计的基本原则
• 1.2 高层建筑结构选型
• 1.2.1 结构选型的主要内容
• 1.2.2 竖向承重结构的选型
• 1.2.3 水平传力体系的选型
• 1.2.4 下部结构的选型
• 1.3 高层建筑抗震设计及分析方法
• 1.3.1 抗震分析方法的演变历程
• 1.3.2 结构弹塑性静、动力分析的研究概况
• 1.4 高层建筑常用设计分析软件
• 1.4.1 PKPM 系列软件
• 1.4.2 SAP2000 结构分析软件
• 1.5 小高层住宅结构简介
• 1.5.1 小高层住宅定义
• 1.5.2 小高层住宅出现背景
• 1.5.3 小高层住宅特点及发展趋势
• 1.6 小高层住宅中两种常用结构体系
• 1.6.1 短肢剪力墙结构体系
• 1.6.2 异形柱结构体系
• 1.7 本文研究目的和意义
• 1.8 本文拟研究主要内容
• 第2章 小高层住宅结构动力特性分析
• 2.1 引言
• 2.2 动力特性的影响因素
• 2.2.1 合理的结构方案设计
• 2.2.2 有利的房屋体型
• 2.2.3 合理的构件设计
• 2.3 三种结构体系动力特性分析
• 2.3.1 引言
• 2.3.2 计算结构的建模
• 2.3.3 计算结果分析与比较
• 2.4 三种结构体系地震反应谱分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 小高层住宅结构弹塑性动力时程分析
• 3.1 引言
• 3.1.1 振型叠加法
• 3.1.2 逐步积分法
• 3.2 时程分析方法简介
• 3.2.1 时程分析的基本假定
• 3.2.2 时程分析的基本步骤
• 3.2.3 结构的力学振动模型
• 3.2.4 地震波的选用
• 3.3 三种结构体系地震反应分析
• 3.3.1 计算结构的建模
• 3.3.2 非线性时程分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 小高层住宅结构的静力弹塑性分析
• 4.1 引言
• 4.2 PUSHOVER 分析方法的基本概念
• 4.2.1 Pushover 分析方法的定义
• 4.2.2 Pushover 分析方法原理
• 4.2.3 Pushover 分析方法的基本假定
• 4.2.4 Pushover 分析方法的一般步骤
• 4.3 三种结构体系的PUSHOVER 分析
• 4.3.1 计算结构模型的建立
• 4.3.2 数据的准备和输入
• 4.3.3 计算结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结构布置对小高层住宅结构抗震性能的影响
• 5.1 引言
• 5.2 短肢剪力墙结构布置变化对抗震性能影响分析
• 5.2.1 计算结构的建模
• 5.2.2 计算结果分析与比较
• 5.3 异形柱框架结构布置变化对抗震性能影响分析
• 5.3.1 计算结构的建模
• 5.3.2 计算结果分析与比较
• 5.4 本章小结
• 第6章 小高层住宅结构选型工程实例
• 6.1 引言
• 6.2 结构布置选型
• 6.3 结构振形与自振周期分析
• 6.4 水平荷载作用下的位移反应
• 6.5 地震力与层间剪力的比较
• 6.6 结构经济分析
• 6.7 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢