中高层异形柱框剪结构抗侧刚度优化

摘要

为了适应住宅平面灵活布置，异形柱框架—剪力墙结构是一种较好的结构形式。本文针对这一结构形式进行研究，对剪力墙的合理刚度进行了优化设计。 本文结合异形截面柱的受力性能，建立异形柱框架“剪切层模型”，导出了异形柱框架的抗侧移刚度公式，并和矩形柱框架的抗侧移刚度做了比较分析。 本文利用框架—剪力墙结构空间协同分析的连续—离散化方法，按楼层划分单元并推导单元的内力、位移关系式，给出了抗震设防区的中高层钢筋混凝土异形柱框架—剪力墙结构体系的剪力墙抗侧刚度的优化分析模型。该模型采用振型分解反应谱法计算水平地震作用，并同时考虑层间位移约束条件及刚重比、剪重比等构造要求。该优化模型的优点是具有和连续化方法相同的精度，不会引起由于离散而带来的二次误差，适用于各种情况下的中高层异形柱框架—剪力墙结构住宅，同时当结构的质量和剪力墙的抗侧刚度沿结构高度发生变化时，仍可进行地震反应的计算和抗侧刚度优化分析，并考虑了多振型因素的影响。 在剪力墙刚度优化中，提出了比较符合设计要求的优化方法，同时也提出了验算最优刚度是否合理的方法。以本文的分析优化方法为依据，运用MATLAB软件编制框剪结构分析及其剪力墙刚度优化程序，程序既可计算结构的内力及侧移，方便结构进行方案调整，寻求最优设计，又可直接计算最优剪力墙刚度以供工程设计参考。 最后工程算例分析结果表明本优化模型可行、有效。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章异形柱框架抗侧刚度的研究

第三章异形柱框—剪结构协同工作原理

第四章异形柱框—剪结构的优化

第五章结构优化在实际工程中的应用

第六章结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间所发表的文章