框剪结构框架与剪力墙对竖向荷载的分配关系研究

论文摘要

框架-剪力墙结构由于其使用的灵活性以及抗震性能好的特点在实际工程中得到广泛的应用。但针对其研究主要集中在抗震性能方面,竖向荷载下结构的受力特性研究尚不多见,理论研究滞后于工程实践。设计中采用了简单的处理方法,没有明确的理论支撑。因此竖向荷载作用下框剪结构的受力特性研究,已成为一项急需开展的工作。有限元分析方法可以方便地将一些主要参数加以变化,易于对影响结构性能的重要参数作系统的研究。且具有周期短、成本低、效率高、重复性好等诸多优点。这是传统的试验方法所不能比拟的,是一种有效的研究手段。本文以框架-剪力墙结构为研究对象,采用大型通用的有限元分析软件ANSYS为计算工具,来研究框剪结构在竖向荷载作用下结构的受力特性。根据计算结果,总结出了影响竖向荷载分配的主要因素。通过分析因素间的相关关系,结合三维数据处理软件Table Curve 3D,得到了精度较高的轴力分配系数经验公式,为工程实践提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 框架-剪力墙结构在多高层建筑结构体系中的位置
• 1.2 框架-剪力墙结构相关研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 目前采用计算框架-剪力墙结构协同工作的方法
• 1.4 本课题研究目的与意义
• 1.5 本课题主要研究内容
• 2 有限元分析方法及 ANSYS 软件应用
• 2.1 有限元基本思想及在本文中的应用
• 2.1.1 有限元基本理论
• 2.1.2 本文采用的有限元分析方法
• 2.2 ANSYS 分析软件的应用
• 2.2.1 ANSYS 软件在结构分析中的应用
• 2.2.2 本文采用的 ANSYS 分析方法
• 2.3 框架-剪力墙有限元分析模型的建立
• 2.3.1 单元及材料特性选择
• 2.3.2 荷载与边界条件
• 2.3.3 分析对象及模型参数
• 3 实体剪力墙计算结果分析
• 3.1 一榀单跨模型
• 3.1.1 相对轴向刚度系数变化的影响
• 3.1.2 楼层高度变化的影响
• 3.1.3 框架梁截面高度变化的影响
• 3.1.4 楼层参数变化的影响
• 3.1.5 本节小结
• 3.2 一榀两跨与三跨模型
• 3.2.1 相对轴向刚度系数变化的影响
• 3.2.2 楼层高度变化的影响
• 3.2.3 框架梁截面高度变化的影响
• 3.2.4 楼层参数变化的影响及模型对比
• 3.2.5 本节小结
• 3.3 一榀与三维框剪模型计算结果对比
• 3.4 经验公式推导与验证
• 3.4.1 数值计算中数据的处理方法
• 3.4.2 轴力分配系数计算公式
• 3.4.3 公式验证
• 4 小开口剪力墙计算结果分析
• 4.1 底部开洞模型
• 4.1.1 相对轴向刚度系数变化的影响
• 4.1.2 楼层高度变化的影响
• 4.1.3 框架梁截面高度变化的影响
• 4.1.4 楼层参数变化的影响
• 4.1.5 本节小结
• 4.2 中部开洞模型
• 4.2.1 相对轴向刚度系数变化的影响
• 4.2.2 楼层高度变化的影响
• 4.2.3 框架梁截面高度变化的影响
• 4.2.4 楼层参数变化的影响
• 4.2.5 本节小结
• 4.3 经验公式推导与验证
• 4.3.1 轴力分配系数计算公式
• 4.3.2 公式验证
• 5 联肢剪力墙计算结果分析
• 5.1 有限元模型生成
• 5.2 计算结果分析
• 5.2.1 相对轴向刚度系数变化的影响
• 5.2.2 楼层高度变化的影响
• 5.2.3 框架梁截面高度变化的影响
• 5.2.4 楼层参数变化的影响
• 5.2.5 本节小结
• 5.3 经验公式推导与验证
• 5.3.1 轴力分配系数计算公式
• 5.3.2 公式验证
• 结论与展望
• 1 结论
• 2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果