基于層單元的框剪結(jié)構剪力墻剛度優(yōu)化.pdf

1、框剪結(jié)構具有框架結(jié)構和剪力墻結(jié)構兩者的優(yōu)點，在抗震性能和結(jié)構平面布置上都具有較大的優(yōu)勢，在高層建筑中應用非常廣泛?？蚣艚Y(jié)構中剪力墻的剛度從抗震上講要求其不能太小，從經(jīng)濟上講又要求其不能太大，在初步設計時如何快速、高效、合理地確定剪力墻的剛度是本文研究的重點。
　　 本文采用離散一連續(xù)化方法，建立了層單元模型，在單元內(nèi)部框架和剪力墻的變形是連續(xù)的，在單元與單元之間是離散的。首先，以等剛度框剪結(jié)構連續(xù)化撓曲微分方程為基礎，推導了變剛

2、度框剪結(jié)構一般單元的單元剛度方程，考慮不同荷載形式對結(jié)構位移的影響，推導了四種荷載形式下框剪結(jié)構的單元剛度方程，利用編制的計算機程序，將單元剛度矩陣組裝成總體剛度矩陣，建立了總體剛度方程?？紤]高振型的影響，用振型分解反應譜法計算結(jié)構所受到的水平地震荷載，并推導了結(jié)構基底內(nèi)力與總水平地震荷載的關系式。其次，建立了以剪力墻抗彎剛度為設計變量，以地震作用剪力為目標函數(shù)的剪力墻剛度優(yōu)化模型，提出了用剛度折減系數(shù)法考慮罕遇地震對結(jié)構影響的方法，并

3、用MATLAB語言編寫了計算框剪結(jié)構位移和剪力墻最優(yōu)剛度的程序。然后，以一個算例為基礎演示了程序的應用，計算了結(jié)構的剛度特征值，各個振型下的周期，水平地震力，總地震力，以及三種荷載形式下結(jié)構的樓層位移和層間側(cè)移角，并算得了結(jié)構的最優(yōu)剪力墻剛度。最后，通過程序法、解析法和組合單元有限元法對算例計算結(jié)果的對比，說明該程序的計算精度介于解析法和傳統(tǒng)有限元法之間，能夠滿足結(jié)構初步設計的需要，而且其計算效率非常的高，是一種可用于結(jié)構初步設計的理想