扬帆机械公司办公楼结构优化设计

摘要

框架-剪力墙结构，普遍应用于我国的高层建筑中，一方面是因为其广泛的适用性，另一方面是它本身所具有的良好抗震性能。在高层建筑中做好结构优化设计，不仅可以使造价大幅度降低，而且可以使结构在地震作用下受力更加合理，保证结构的安全。 在框-剪结构中，因为框架和剪力墙被刚性楼盖连接在一起，它们作为抗侧力结构，变形规律和力学性能完全不同，但是在承受水平荷载时，只可以在保持相同的侧移的情况下协同工作（前提是结构的扭转不在考虑范围内），直接导致两者承受水平荷载的受力关系较为复杂，必须参照两者协同工作的情况按比例分配来计算。 剪力墙刚度比较大，如果剪力墙的数量不同、布置的位置不同，经过计算分析结构的刚心和质心的位置也会有很大不同，对于所得的剪力墙的刚度大小也有很大影响。而剪力墙的刚度关系到结构的抗震性能和经济与否，所以解决剪力墙的数量和位置问题，确定合适的剪力墙刚度特征值，是框-剪结构优化设计中至关重要的环节。 本论文根据框-剪结构的协同工作原理，通过建立数学模型，求解结构最佳刚度λ的取值范围，然后结合工程实例，基于结构初始方案和优化后的最大层间位移角，求解刚度特征值λ，用上述方法对高层建筑进行结构优化前后对比。然后对剪力墙优化方案进行抗震分析，经过SATWE有限元分析软件的计算，对结构的周期比、位移比、受剪承载力之比、剪重比以及结构稳定性进行分析。通过表格的数据和曲线图的显示结果，对剪力墙优化方案进行分析，验证剪力墙最优布局的合理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 高层建筑结构的发展

1．1．2 高层建筑的结构体系

1．1．3 研究意义

1．2 框-剪结构的国内外现状

1．3 本论文的主要研究内容

1．4 本章小结

第2章 框-剪结构优化设计的理论研究

2．1 结构优化设计的基本理论

2．1．1 结构优化的一般数学模型

2．1．2 应用满应力优化准则的数学模型

2．2 框-剪结构的论述

2．2．1 框-剪结构的分析方法

2．2．2 框-剪结构的双重抗侧力体系

2．2．3 框-剪结构的受力及变形特点

2．3 本章小结

第3章 框-剪结构分析

3．1 框-剪结构内力位移计算

3．2 最佳刚度特征值区间的探讨

3．2．1 框-剪结构的侧移变形分析

3．2．2 框-剪结构的水平剪力竖向分布分析

3．2．3 框-剪结构的最佳刚度特征值区间

3．3 由位移值确定结构最佳刚度特征值

3．4 框-剪结构中剪力墙布置研究

3．4．1 框-剪结构中剪力墙布置的位置

3．4．2 框-剪结构中剪力墙布置数量

3．5 本章小结

第4章 框-剪结构实例分析

4．1 SATWE分析软件

4．1．1 SATWE简介

4．1．2 SATWE分析方法及过程

4．2 工程实例

4．2．1 工程概况

4．2．2 工程地质条件

4．2．3 剪力墙初始布置方案

4．3 剪力墙的优化设计

4．4 求解结构最佳刚度特征值λ

4．5 本章小结

第5章 框-剪结构剪力墙抗震分析

5．1 计算涉及的参数及有关说明

5．1．1 质量中心和刚度中心

5．1．2 风荷载信息

5．1．3 构件材料参数

5．2 计算结果分析

5．3 地震作用下变形曲线

5．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

作者简介