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高层框架—剪力墙结构动力特性研究

作　者: 张桂叶
导　师: 陈忠范
学　校: 东南大学
专　业: 防灾减灾及防护工程
关键词: 框架-剪力墙结构 动力特性 墙率 开洞率 砼等级 剪力墙高度
分类号: TU973.16
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 351次
引　用: 5次
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内容摘要


本文借助于苏州市阳光新地A幢楼的建筑模型,对高层框架-剪力墙结构的动力特性进行了研究。动力特性是高层建筑的主要性能指标之一,文中阐述了具有合理动力响应的结构的概念设计原则:合理的方案设计、有利的房屋体型和合理的构件设计。通过计算大量的算例模型,研究了不同的剪力墙刚度对高层框架-剪力墙结构动力特性的影响。文中选用对剪力墙刚度影响最突出的四个因素:墙率、洞口率、砼等级和剪力墙的高度,应用PKPM软件中的PMSAP模块对模型进行计算得到结构大量不同的内力、位移、地震力、自振周期等,并对计算结果进行规类分析。针对于不同的墙率、洞口率和砼强度等级的模型,主要研究它们的自振周期和最大位移随墙率、洞口率和砼等级的变化规律,应用数理统计的方法进行回归分析,线性拟合,得出适合工程应用的简化公式。针对不同的剪力墙高度,主要研究剪力墙不到顶的框架-剪力墙结构的动力响应,通过对大量计算结果的分析,得出了剪力墙在结构的反弯点以上可以被截断的结论。针对不同的截断率提出了不同的改造措施,当截断率在50%左右时,可以设计适当的转换层刚度满足结构受力和变形的要求;当截断率过大甚至全部截断时,可以通过增大剪力墙被截断楼层的框架梁截面来满足承载力的要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 高层框架－剪力墙结构的抗震性能及抗震的基本要求  9-10
  1.3 本文的研究手段  10-12
  1.4 本文的研究内容  12-13
  1.5 本章小结  13-14
  参考文献  14-15
第二章 动力特性的影响因素  15-23
  2.1 合理的结构方案设计  15-18
    2.1.1 场地选择  15
    2.1.2 削减结构地震反应  15-16
    2.1.3 结构体系基本要求  16-18
  2.2 有利的房屋体型  18-20
    2.2.1 平面形状要规整  18-19
    2.2.2 立面变化要均匀  19-20
  2.3 合理的构件设计  20-21
    2.3.1 柱的设计  20
    2.3.2 梁的设计  20-21
    2.3.3 剪力墙的设计  21
    2.3.4 节点设计  21
  2.4 本章小结  21-22
  参考文献  22-23
第三章 自振周期和最大位移的数值分析  23-47
  3.1 模型背景  24
  3.2 模型验证  24-25
  3.3 算例模型设计  25-26
  3.4 计算结果及简要分析  26-38
    3.4.1 计算时参数的选取  26
    3.4.2 周期T_i 和结构最大位移D_(max)的变化规律  26-38
      3.4.2.1 周期T_i 和顶点位移D_(max) 随墙率a 的变化  26-33
      3.4.2.2 周期T_i 和顶点位移D_(max) 随开洞率b 的变化  33-35
      3.4.2.3 周期T_i 和顶点位移D_(max)随砼强度等级C 的变化  35-38
  3.5 多元线性回归分析  38-44
    3.5.1 多元线性回归的理论  38-41
      3.5.1.1 模型和参数估计  38-40
      3.5.1.2 回归效果分析——复相关系数及检验  40-41
    3.5.2 计算结果回归分析  41-44
      3.5.2.1 自振周期与墙率、开洞率及砼强度等级的关系  41-43
      3.5.2.2 最大位移Dmax 随开洞率、墙率和砼等级的变化  43
      3.5.2.3 回归效果分析  43-44
  3.6 本章小结  44-45
  参考文献  45-47
第四章 剪力墙不到顶研究  47-66
  4.1 框架－剪力墙的受力和变形特点  47-50
    4.1.1 受力特点  47-48
    4.1.2 框架－剪力墙结构微分方程  48-50
  4.2 算例模型设计  50-51
  4.3 计算结果分析  51-57
    4.3.1 初始动力特性  51-53
    4.3.2 结构最大位移  53
    4.3.3 结构变形曲线  53-55
    4.3.4 结构的层间位移  55-57
  4.4 在反弯点以下和反弯点以上截断剪力墙研究  57-64
    4.4.1 在反弯点以下截断剪力墙  57-59
      4.4.1.1 加厚未截断的剪力墙  57-58
      4.4.1.2 增大转换层的刚度  58-59
    4.4.2 在反弯点以上截断剪力墙的情况  59-64
      4.4.2.1 反弯点以上逐次截断剪力墙  59-60
      4.4.2.2 截断不同刚度的剪力墙  60-61
      4.4.2.3 设置不同刚度的转换层  61-64
  4.5 注意问题  64
  4.6 本章小结  64-65
  参考文献  65-66
第五章 全文总结及展望  66-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 高层建筑 > 高层建筑结构 > 结构类型与体系 > 框架、剪力墙体系
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