高層剪力墻結構住宅的優(yōu)化設計研究.pdf

1、近年來,剪力墻結構建筑由于具有空間整體性好、抗震性能好等優(yōu)點而被廣泛應用于高層住宅中,高層剪力墻結構住宅投資大、施工周期長,所以對高層剪力墻住宅進行優(yōu)化設計具有重要意義。優(yōu)化設計是根據(jù)設計準則在可行域內用優(yōu)化方法去搜索所有的設計方案,并在這些設計方案中找到最優(yōu)設計方案。結構優(yōu)化是在保證安全性的提前下最合理的利用材料的性能,經過優(yōu)化后,能夠使結構受力更加合理和經濟。
　　 本文以剪力墻結構住宅為研究對象,依據(jù)優(yōu)化設計理論和現(xiàn)行規(guī)范

2、,應用STAWE和ANSYS軟件,以某剪力墻結構住宅為算例,對該剪力墻住宅進行結構優(yōu)化,主要做了以下工作:
　　 1.以剪力墻的數(shù)量和布置最優(yōu)為目標利用現(xiàn)行規(guī)范對結構的平面布置進行優(yōu)化,優(yōu)化完成后利用我國常用的設計軟件STAWE進行計算,對比優(yōu)化前、后結構的動力特性、變形情況、內力特性。通過對比可知,優(yōu)化后結構的周期變大,層間位移角變大,表明結構剛度變小,材料得到更充分的使用;
　　 2.利用有限元分析軟件ANSYS按照

3、優(yōu)化的剪力墻布置建立有限元模型,對有限元模型進行模態(tài)分析和譜分析,將模態(tài)分析得到的周期與STAWE軟件計算的周期進行對比,結果吻合較好;
　　 3.在模態(tài)分析和譜分析的基礎上,以ANSYS軟件為工具對剪力墻墻厚進行優(yōu)化,剪力墻墻體配筋在墻厚優(yōu)化前、后均以構造配筋為主,以結構重量最輕為目標,以結構項層位移最大限制為約束條件,在滿足規(guī)范的前提下,對結構建立優(yōu)化模型進行優(yōu)化,優(yōu)化后剪力墻墻厚由200mm變?yōu)?60mm,結構的重量減輕了