框架—剪力墙结构抗震能力及弹塑性动力时程分析

论文摘要

随着现代科学技术的高速发展,建筑材料与工程技术也日趋发达。其中最为常见的框架结构与剪力墙结构更是愈发成熟。框架-剪力墙结构作为这两者的结合,兼具有各自的优点,广泛应用于高层大空间结构中,对现代建筑结构的发展具有重要的意义。在实际结构设计中,结构设计人员对剪力墙与框架的设计一般仅仅根据经验,经计算机模拟计算后根据规范进行调整,过程费时且盲目,难以对结构设计形成统一有效的认识。故利用概念设计原理对框架-剪力墙结构的安全与可靠性进行研究,多次计算分析,以提高建筑物的安全性和合理性。本文在满足结构设计和规范要求下,进行了如下工作：（1）利用概念设计的标准选择多种的剪力墙布置,根据建筑要求确定了框架梁与柱,用PMCAD进行了建模工作,用6种不同的剪力墙布置模型进行对比分析。（2）通过SATWE对框架-剪力墙结构的内力和位移计算,依据规范,通过对比各模型的剪重比、刚重比、周期比、位移比等参数,判断每种剪力墙布置的合理性,选择最合适的剪力墙布置模型,探讨了剪力墙与框架如何更好的协同受力。（3）最后利用软件PUSH&EPDA进行更深入的弹塑性时程分析,对比了两种模型的弹塑性位移比,最弱节点的相关信息,又进行了塑性铰的研究,不同地震波下弹塑性位移情况,探讨了不同地震波对结构产生的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 高层建筑的发展
• 1.2 高层建筑的结构体系与受力特点
• 1.2.1 高层建筑的结构体系
• 1.2.2 高层建筑的受力特点
• 1.3 框架-剪力墙结构
• 1.3.1 框架-剪力墙结构的受力特点
• 1.3.2 框架-剪力墙结构中剪力墙的数量及布置
• 1.3.3 框架-剪力墙的基本形式
• 1.4 课题的来源、目的、意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 框架-剪力墙结构的计算
• 2.1 计算基本假定
• 2.2 框架-剪力墙铰接体系的基本方程
• 2.3 框架-剪力墙刚结体系的基本方程
• 2.4 框架与剪力墙的共同工作性能
• 2.5 框架-剪力墙结构中剪力墙的基本计算
• 2.5.1 空间结构的平面化假设
• 2.5.2. 侧向荷载在各榀剪力墙之间的分配
• 2.6 框架与剪力墙承担的倾覆力矩比值
• 第三章 结构分析方法与有限元软件
• 3.1 结构分析方法
• 3.1.1 结构的静力分析方法
• 3.1.2 结构动力分析方法
• 3.1.3 规范要求建筑结构的抗震计算方法
• 3.2 有限元分析软件类型介绍
• 第四章 剪力墙参数改变对结构的影响
• 4.1 结构概况与结构模型
• 4.1.1 结构概况
• 4.1.2 剪力墙布置类型与概念设计
• 4.1.3 剪力墙布置要求指标
• 4.1.4 结构模型基本参数
• 4.2 剪力墙变化对结构安全的影响
• 4.2.1 剪力墙位置变换的影响
• 4.2.2 剪力墙的布置基本原则与概念设计内容
• 4.2.3 短肢剪力墙的影响与作用
• 4.3 连梁高度对结构整体的影响
• 4.3.1 连梁的作用
• 4.3.2 连梁的延性
• 4.3.3 连梁高度改变对建筑物整体刚度的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 动力时程分析
• 5.1 动力时程分析法
• 5.1.1 时程分析法定义
• 5.1.2 时程分析动力方程
• 5.1.3 采用时程分析法的建筑
• 5.2 PUSH & EPDA介绍
• 5.3 弹塑性能限值
• 5.3.1 层间弹塑性位移角限值
• 5.3.2 结构顶点风振加速度
• 5.3.3 竖向振动加速度
• 5.4 第一模型与第三模型弹塑性变形下对比
• 5.4.1 单向地震下层间弹塑性位移角限值对比
• 5.4.2 双向地震下层间弹塑性位移角限值对比
• 5.4.3 弹塑性变形下层加速度与层剪力对比
• 5.4.4 两个模型层间位移最薄弱点对比
• 5.5 塑性铰出现与弯矩调幅研究
• 5.5.1 塑性铰的出现与介绍
• 5.5.2 弯矩调幅与梁配筋改进
• 5.6 不同地震波作用下第一模型变形研究
• 5.6.1 地震波的选择
• 5.6.2 天津波作用下的弹塑性时程分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文