基于性能的短肢剪力墙结构弹塑性分析

摘要

随着人们对住宅要求水平的不断提高，近年来出现了这种短肢剪力墙结构体系。短肢剪力墙结构是介于框架结构和剪力墙结构之间的一种结构体系，兼有框架和剪力墙的优点，其建筑功能、结构受力和工程造价均较合理，因此，在高层建筑中越来越得到广泛的应用。尽管这种结构体系已经大量地用于实际的工程中，但其理论及内力分析方面尚不完善。 本文首先介绍了短肢剪力墙结构以及静力弹塑性分析方法在国内外的研究现状；阐述了静力弹塑性分析方法的理论以及其优点和存在的一些问题。接着根据根据有限元理论和计算机仿真原理的基本思路，利用有限元分析软件，以某15层短肢剪力墙结构高层住宅为工程背景对短肢剪力墙结构的承载能力、变形能力及延性进行静力弹塑性分析。具体做法：首先采用建立了短肢剪力墙结构有限元分析模型。然后通过改变短肢剪力墙墙量、混凝土等级、结构层数、楼层层高、墙肢厚度和连梁跨高比等影响因素，以分组比较的方法分析了各影响因素对短肢剪力墙结构的承载能力、变形能力及延性性能的影响，以及产生此影响的原因。试验结果表明：通过改变短肢墙墙量、连梁跨高比、混凝土等级、结构层数、楼层层高和墙肢厚度等影响因素能提高结构的屈服和极限荷载，但应综合考虑其与变形能力、延性的关系。为短肢剪力墙结构设计提供一些建议和依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1短肢剪力墙结构的定义及构造上的一般要求

1.1.1短肢剪力墙结构的定义

1.1.2短肢剪力墙构造上的一般要求

1.2短肢剪力墙的一般布置原则

1.3短肢剪力墙结构的优点

1.4短肢剪力墙结构的判定

1.5短肢剪力墙结构的研究现状

1.5.1短肢剪力墙结构试验研究现状

1.5.2短肢剪力墙结构理论研究现状

1.6结构计算机仿真分析

1.6.1结构计算机仿真的特点及应用情况

1.6.2结构计算机仿真的基本思路及任务

1.7本文的主要工作

第2章静力弹塑性(PUSH-OVER)分析方法简介

2.1静力弹塑性(push-over)分析方法的理论

2.1.1静力弹塑性(psuh-over)分析方法的基本原理

2.1.2静力弹塑性(push-over)分析方法的特点

2.2一般的静力弹塑性(push-over)分析方法的过程

2.2.1建立侧向荷载作用下结构荷载一位移曲线

2.2.2结构抗震能力的评估

第3章钢筋混凝土结构push-over分析的理论基础

3.1钢筋和混凝土的材料力学模式

3.2弹塑性梁单元

3.2.1梁单元的位移模式

3.2.2梁单元的应力和刚度矩阵

3.2.3钢筋混凝土梁、柱

3.3弹塑性墙单元

3.3.1四结点等参板壳单元的位移模式

3.3.2板壳单元的应力和刚度矩阵

3.3.3钢筋混凝土剪力墙弹塑性墙单元

3.3.4钢筋混凝土剪力墙单元的应力方向

3.4静力非线性分析力学模型

3.5 Push-over分析方法在不同程序中的实现及对比

3.5.1 Pus-over在SAP2000和EIABS中的实现

3.5.2 Push-over在ANSYS中的实现

3.5.3 Push-over在MIDAS中的实现

3.5.4 Push-over在PUSH中的实现

第4章基于Push-oer分析的短肢剪力墙结构弹塑性分析

4.1不同软件的对比分析和选用

4.2墙量的影响

4.2.1设计方案

4.2.2破坏过程分析

4.2.3弹性计算结果

4.2.4承载力能力和变形能力分析

4.3各参数对短肢剪力墙结构弹塑性性能的影响

4.3.1设计方案

4.3.2计算结果

4.3.3计算结果分析

第5章结论与展望

参考文献

致谢

附录