双重弯剪型抗侧力体系的相互作用--《浙江大学》2006年硕士论文
双重弯剪型抗侧力体系的相互作用
【摘要】：框架-混凝土剪力墙体系,框架-支撑体系,框架-混凝土筒体等双重抗侧力体系在工程中应用非常广泛。在水平力作用下,框架是剪切型变形,而剪力墙(筒体)的变形为弯曲型,两者结合在一起后,楼板的刚性隔板作用使两者产生相同的侧移,因此两者有很强的相互作用。
已有文献对于双重体系的研究,都采用剪力墙由一个受弯悬臂构件代替,仅产生弯曲变形;框架由一个连续的受剪悬臂构件代替,仅产生剪切变形的假定。从而忽略了剪力墙的剪切变形和框架的弯曲变形。而实际工程中,双重抗侧力体系中也包含两者属弯剪型变形体系(介于两种极端情况之间)的情况并行的两组大小。例如,筒中筒体系以及有差异的筒体,这时其中之一不能简化为纯剪切型。
本文对两个弯剪型抗侧力结构在水平荷载作用下的共同工作进行了分析。推导的基本微分方程组及其解析解,与传统框架-剪力墙结构可以一次求解不同,两个弯剪型结构共同作用的分析必须两步求解。算例表明,一个结构的抗弯刚度参与另一个结构共同工作的能力受到自身抗剪刚度的影响,反之,一个结构的抗剪刚度参与另一个结构共同作用的能力也受到自身抗弯刚度的影响。并建立双重结构体系的Ansys有限元模型进行算例计算,与传统方法和本文改进后模型解析解所得计算结果进行分析比较。
考虑双重体系的二阶效应,推导了双重弯剪型结构体系在水平荷载和顶端竖向集中荷载共同作用下的弯曲侧移,剪切侧移的解析解和弯剪构件(框架柱)的弯矩放大系数求解公式。并通过分析,得出双重体系总临界荷载和结构各自临界荷载的关系。在算例分析中,通过计算弯曲、剪切侧移放大系数,剪力墙弯矩和弯剪构件(框架柱)的弯矩放大系数,和一阶结果进行了分析比较。
【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2006【分类号】：TU398.2【目录】：
第1章 绪论9-18
1．1 引言9
1．2 结构体系的分类9-16
1．2．1 框架结构体系9-11
1．2．2 剪力墙结构体系11-12
1．2．3 框架-剪力墙结构体系和框架-筒体结构体系12-14
1．2．4 框架-支撑结构体系14
1．2．5 筒体结构体系14-16
1．3 本文的研究背景和主要研究内容16-18
1．3．1 本文的研究背景和问题的提出16
1．3．2 现有的研究内容16-17
1．3．3 本文主要研究内容17-18
第2章 框-剪结构在水平荷载作用下近似分析18-38
2．1 引言18-19
2．2 对称框架-剪力墙结构的性能19-21
2．3 框架-剪力墙结构的近似分析21-27
2．3．1 微分方程的推导21-23
2．3．2 均布荷载时的解23-24
2．3．3 剪力墙和框架中的力24-25
2．3．4 其他荷载下的解25-26
2．3．5 框架剪切刚度(GA)的计算26-27
2．4 考虑二阶效应时框-剪结构的近似分析27-36
2．4．1 二阶效应27-28
2．4．2 基本微分方程的建立28-30
2．4．3 基本微分方程的求解30-34
2．4．4 顶端及任意高层处有竖向集中载的情况34-35
2．4．5 算例分析35-36
2．6 本章小结36-38
第3章 双重弯剪型抗侧力体系的相互作用38-61
3．1 引言38
3．2 Timoshenko梁38-39
3．3 双重弯剪型结构分析计算模型39-40
3．4 基本微分方程组的建立40-42
3．5 基本微分方程组的求解42-47
3．5．1 均布荷载42-45
3．5．2 倒三角荷载45-47
3．6 算例分析47-58
3．7 和Ansys有限元计算结果的比较58-60
3．7．1 模型建立58-59
3．7．2 单元划分和分析比较59-60
3．8 本章小结60-61
第4章 考虑二阶效应弯剪型结构的相互作用61-79
4．1 引言61
4．2 基本微分方程组的建立61-62
4．3 基本微分方程组的求解62-69
4．4 二阶分析位移和框架柱的弯矩放大系数69-72
4．4．1 比较参数标记规定69-70
4．4．2 弯剪构件(框架柱)的弯矩放大系数求解公式70-71
4．4．3 双重体系总临界荷载和结构各自临界荷载的关系71-72
4．5 算例分析72-78
4．6 本章小结78-79
第5章 本文总结与展望79-81
5．1 本文工作的总结79-80
5．2 进一步工作的设想80-81
参考文献84-88
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