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框架—剪力墙结构关键构件的受力分析研究及工程应用

汪运梅  
【摘要】: 随着社会经济的发展和科技的进步,高层建筑的发展日益迅速。高层建筑常用的结构形式有框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等,其中框架—剪力墙结构由于综合了框架结构和剪力墙结构两者的优点,是目前高层建筑中应用最为广泛的一种结构形式,对其结构的受力分析和研究具有很重要的实践意义。 本文主要对水平荷载作用下的框架—剪力墙结构的内力和位移进行计算,并对其中关键构件的合理设计提出建议,主要工作如下: 1、介绍了框架—剪力墙结构的协同工作原理,并利用边界条件,分别求解刚接体系和铰接体系在三种水平荷载作用下的位移和内力,进而求出框架—剪力墙结构各个构件的内力;同时,讨论了如何求解总框架、总剪力墙和总连梁的刚度问题。 2、介绍了计算机方法在框架—剪力墙结构分析与设计中的应用,并结合一工程实例,利用目前最常用的三维空间有限元分析软件SATWE建立模型并计算,分析电算结果的合理性,讨论如何根据电算结果去合理的调整结构布置问题。 3、选取不同的刚度特征值,求解框架—剪力墙结构在倒三角形水平荷载作用下的内力和位移的基本微分方程,作出不同的相对位移、相对弯矩和相对剪力的曲线,归纳出框架剪力墙结构最优刚度特征值的范围。 4、根据框架—剪力墙结构的基本周期和底部剪力法对剪力墙的合理数量进行研究,推导出剪力墙的合理数量的公式;由此提出剪力墙合理数量的简化方法。 5、最后本文运用SATWE软件对一个带地下室的工程实例建立了四个模型进行计算,对各种模型在地震作用下的动力特性、变形特性和内力特性进行比较,可以得出动力和变形特性的差异主要表现在模型的刚度上,即考虑嵌固作用的模型刚度要比不考虑嵌固作用的模型的大、周期要短、顶点位移也要小,但是差异不大;而对于结构受力的影响,主要是结构在靠近地下室几层的层间剪力和弯距差异比较明显,同时,也验证现行国家规范对于结构嵌固端选取的规定是合理的。


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