新型隔层错跨剪力墙结构的理论分析与试验研究

摘要

近年来，由于我国高层建筑结构平面与立面布置越来越多样化、结构体型日益复杂化、结构高度与抗震设防烈度不断增加，导致了传统的几类高层建筑抗侧力体系已不能满足正常使用要求。因此，为了解决这一问题，寻找一种新型抗侧力体系成为了工程界所关注的焦点。
　　本文借助于有限元数值模拟分析软件ANSYS14.0及大型低周反复拟动力试验(MTS)，针对于一种新型隔层错跨剪力墙抗侧力体系，分别进行了静力分析、材料非线性分析、弹性动力时程分析及工程试验。静力分析主要是为了研究新型结构在两类水平荷载作用下，剪力墙板的受力机理，并且与传统(双肢)剪力墙结构的内力重分布规律进行了对比，总结了新型结构与传统结构整体受力性能的优劣程度。材料非线性分析与弹性动力时程分析主要是在极限承载力、极限位移、裂缝开展、总体侧向刚度及刚度退化、结构基底剪力、各层位移时程曲线以及层间位移角等几个方面，对两类结构进行了对比分析。同时，为了验证理论结果的正确性，对一榀新型隔层错跨剪力墙结构进行了水平低周反复荷载拟动力试验，把整体结构的破坏形态、滞回曲线、位移延性及刚度退化等方面的研究结果与ANSYS14.0所分析的理论结果进行了对比分析。基于新型隔层错跨剪力墙结构的理论分析与试验研究，根据现行的《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》及《建筑抗震设计规范》，对裂缝出现较密集的框架梁、柱、剪力墙板及节点提出了一些能够改善整体结构受力性能的构造措施，以便为新型结构的工程应用提供设计依据。

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第一章 绪论

1.1 我国高层建筑结构体系的现状

1.2 国内外相关研究进展

1.3 传统剪力墙结构与新型隔层错跨剪力墙结构的受力特点

1.4 本文主要研究内容

第二章 新型隔层错跨剪力墙结构的静力计算

2.1 新型隔层错跨剪力墙结构的受力状态

2.2 ANSYS14.0静力分析所用单元的选取

2.3 传统剪力墙结构与新型隔层错跨剪力墙结构的荷载布置

2.4 新型隔层错跨剪力墙结构受力性能分析

2.5 结论

第三章 新型隔层错跨剪力墙结构试验模型非线性计算

3.1 钢筋混凝土有限元模型的分类

3.2 ANSYS14.0材料非线性分析所用单元的选取

3.3 混凝土与钢筋本构关系的选取

3.4 屈服、强化与失效准则的选取[15,27]

3.5 传统剪力墙结构与新型隔层错跨剪力墙结构整体建模

3.6 SOLID65混凝土单元模型的有限元求解

3.7 结论

第四章 新型隔层错跨剪力墙结构试验研究

4.1 试验模型的设计与制作

4.2 新型隔层错跨剪力墙结构所用材料的力学性能

4.3 试验的加载制度与加载装置

4.4 试验加载过程中，测试的内容与仪器的选用

4.5 水平低周反复荷载试验分析结果

4.5 结论

第五章 新型隔层错跨剪力墙结构弹性动力时程分析

5.1 结构动力时程分析介绍

5.2 结构动力时程分析方法[33,34]、结构分析单元的选取、整体建模及网格划分

5.3 弹性动力时程分析过程中地震波的选取

5.4 ANSYS14.0弹性动力时程分析结果

5.5 结论

第六章 新型隔层错跨剪力墙结构构造措施

6.1 新型隔层错跨剪力墙结构的构造措施

6.2 新型隔层错跨剪力墙结构薄弱位置的构造措施

6.3 新型隔层错跨剪力墙结构空间布置

6.4 新型隔层错跨剪力墙结构中楼板的构造措施

第七章 结论与展望

7.1 本文所得结论

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的论文

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