考虑填充墙的短肢剪力墙结构抗震性能研究

摘要

2008年5月12日发生的汶川8.0级大地震造成了8万余人的死亡和近万亿元人民币的直接经济损失。这深刻地说明了地震是人类面临的最严重自然灾害之一。保证高层建筑结构有很高的可靠度是结构设计的关键性任务，而影响高层建筑结构的可靠性的主要因素之一就是地震。短肢剪力墙结构由于兼具框架结构和一般剪力墙结构的优点——即具有不露柱、不露梁、开间自由等美观、适用的优点——所以在民用高层建筑中应用广泛。短肢剪力墙的应用及理论研究都只是最近20年的事情。但到目前为止，短肢剪力墙的相关理论研究及成果仍然不足。正是由于理论的不够成熟，相关规范对其做了更加苛刻的规定，使得短肢剪力墙的应用受到了一定的影响。 填充墙由于属于非结构构件，所以在结构设计时一般不予直接考虑。通过建立考虑填充墙的短肢剪力墙结构模型，利用振型分解反应谱法并借助大型通用有限元软件ANSYS，着重研究了填充墙对结构基本自振周期及层间位移角的影响，发现填充墙对结构起到了积极作用，使得结构整体抗震能力有了较大提高。与此同时，不均匀分布的填充墙会对结构局部造成不良影响，因此应注意加强未布置填充墙的结构部位的设计与构造。填充墙内几乎无配筋，抗拉能力很弱，因此建议加强四周有较好约束的填充墙的构造措施，使其更好地协助剪力墙等结构构件抗震；避免四周无良好约束的填充墙的存在，使其不易开裂破坏。通过分析发现，结构抗震分析中的周期折减系数的取值范围不尽合理，与其本来目的不符。建议在较规则的短肢剪力墙结构中布置较规则的填充墙时，周期折减系数可以取1.0。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2高层建筑结构体系简介

1.3短肢剪力墙结构国内外研究现状

1.4本文的研究内容

第2章基本理论与方法

2.1地震知识简述

2.2短肢剪力墙基础知识

2.2.1短肢剪力墙的定义

2.2.2短肢剪力墙结构相关要求

2.3结构动力学知识概述

2.3.1单自由度体系自由振动

2.3.2单自由度体系强迫振动

2.4本章小结

第3章短肢剪力墙结构抗震分析模型和方法

3.1高层建筑结构分析模型

3.1.1结构整体分析模型

3.1.2剪力墙和填充墙模型

3.2结构地震作用分析方法

3.2.1静力法

3.2.2底部剪力法

3.2.3振型分解反应谱法

3.2.4时程分析法

3.2.5 Push-Over法

3.4有限元法及相关工程软件

3.5本章小结

第4章考虑与不考虑填充墙模型的对比分析

4.1通用基本模型的建立及单元的选取

4.2不考虑填充墙的短肢剪力墙分析

4.2.1一般模型分析

4.2.2等效集中质量模型分析

4.2.3附加质量模型分析

4.3考虑填充墙的短肢剪力墙模型分析

4.3.1考虑填充墙的一般模型

4.3.2考虑非满布式填充墙的模型

4.3.3考虑非均匀分布填充墙的模型

4.4 10层模型与20层模型的对比分析

4.4.1 10层与20层不考虑填充墙模型对比分析

4.4.2 10层与20层考虑填充墙模型对比分析

4.5本章小结

第5章某十一层短肢剪力墙结构抗震分析

5.1未考虑填充墙模型抗震分析

5.2考虑填充墙模型抗震分析

5.3本章小结

结论

致谢

参考文献

附录1符号表

攻读学位期间发表的学术论文