高層建筑中框-剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，高層建筑以空前的規(guī)模和速度向前發(fā)展，建筑高度不斷增加，結(jié)構(gòu)體系更加多樣化。剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑中的主要形式之一，由于其整體性好，抗側(cè)剛度大，水平荷載作用下側(cè)移小，承載力容易滿足，墻面平整等優(yōu)點(diǎn)，近年來在非地震區(qū)和地震區(qū)的高層住宅及旅館建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。實(shí)際工程中，對(duì)于剪力墻具體的布置與截面設(shè)計(jì)往往是由設(shè)計(jì)人員根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來完成的，所以在沒有一個(gè)明確的最優(yōu)化方法的情況下，工程師出于結(jié)構(gòu)安全考慮把剪力墻數(shù)

2、量設(shè)計(jì)得過多，沒有充分利用剪力墻的承載能力，造成了一定的浪費(fèi)。因此，對(duì)框—剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)很有必要。但由于優(yōu)化理論和方法的復(fù)雜性，目前離結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。本文試圖通過對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論和方法進(jìn)行疏理，從框—剪結(jié)構(gòu)這種常用的結(jié)構(gòu)形式著手，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。
　　本文用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了一個(gè)高層框—剪結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案，分析其方法的局限性。然后，本文根據(jù)優(yōu)化理論，建立框—剪結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，列出設(shè)計(jì)

3、變量—剪力墻剛度特征值、目標(biāo)函數(shù)—地震作用與剪力墻剛度特征值之間的函數(shù)關(guān)系、約束函數(shù)—剪力墻截面慣性矩大于零等，并針對(duì)優(yōu)化模型的特點(diǎn)選用復(fù)形法，采用MATLAB語言編程，通過計(jì)算得到最優(yōu)剪力墻剛度特征值，并折算成剪力墻厚度和數(shù)量，從而得到剪力墻厚度和數(shù)量及布置的較優(yōu)方案。使用高層建筑結(jié)構(gòu)分析軟件 SATWE對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行分析，證明優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)方案滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。最后，對(duì)比優(yōu)化前后的結(jié)構(gòu)方案，得出剪力墻優(yōu)化布置的結(jié)論。此后，論