叶桦[1]2002年在《影响框剪结构楼板刚性的参数分析》文中进行了进一步梳理本文从对楼板刚性反应最敏感的构件(即框剪结构的底层中间框架)按刚、弹性计算的剪力误差值的分析入手，建立了一个由弹簧支承的水平深梁的模型。以楼板按刚、弹性计算的框架柱的剪力误差值作为衡量楼板刚性的指标，通过对模型进行理论分析证明以往一些只能通过归纳总结得出而没有理论支持的结论：楼板的刚性同地震烈度无关；通过对影响楼板刚性的各个因素进行分析比较，得出楼板的长宽比是影响楼板刚性的主要因素，而增加楼板的厚度并不是增加楼板刚性的有效途径。在建筑体形及抗侧力构件的布置均已确定的前提下，单纯靠增大楼板的厚度并不能把按刚弹性计算的剪力误差值控制在8％以内。 楼板的刚性不仅同楼板本身的刚度有关，而且同抗侧力构件的刚度及分布有关。不能单纯地根据楼板的长宽比的范围来确定楼板是否为刚性楼板，也不能简单地根据楼板与剪力墙的刚度比来判断楼板是否为刚性楼板。 本文首次把楼板的刚度用剪切刚度表示，它比楼板的弯剪刚度更能体现楼板长宽比对楼板刚性的影响。 本文通过对现行的框剪结构的设计方法，即按刚性楼板计算并按规范进行调整的框剪结构进行安全性分析，得出当楼板长宽比不大于4时是安全的，当楼板的长宽比大于4时是不安全的。在现阶段，结构设计的软硬件水平都比较高的条件下，本文建议所有框剪结构的楼板均按弹性楼板进行处理。
张泽丰[2]2013年在《楼板刚度对框—剪结构协同作用的影响分析》文中指出在水平荷载作用下，考虑楼板平面内刚度有限时,楼面在自身平面内会产生变形,从而造成抗侧力构件分配的水平剪力与按楼板刚性计算时相比有较大差别。特别对于带转换层的高层结构，由于竖向抗侧力构件不连续，楼板在进行结构内力重新分配时承担了较大剪力，将会产生明显的平面内变形。本文对楼板刚度对框剪结构框架柱的剪力变化规律。在对考虑楼板变形时带转换层高层结构的研究现状和《高层建筑混凝土结构技术规程》为保证楼板刚性对转换层楼板所作的相关规定进行综述的基础上，结合楼板剪切刚度计算，归纳了影响楼板平面内刚度的主要因素；应用PKPM有限元程序，通过逐步改变楼板长宽比以及楼板开洞的布置，建立不同的对比分析模型，研究楼板开洞变化对楼板平面内刚度的影响及其影响规律；分析了楼板变形时的框架柱以及剪力墙的水平剪力的改变及其规律。研究表明：考虑楼板的开洞布置，框剪结构中框架柱的剪力比按楼板刚性假定计算的增大，框架柱剪力随楼板平面内变形的增加而迅速增大；同时，减小剪力墙间距和增加落地剪力墙数量是控制楼板平面内变形最有效的手段；转换层及其上下相邻层楼板平面内变形大小对两种不同假定下框剪结构的柱剪力计算结果具有决定性影响。
刘乐乐[3]2016年在《楼板不连续框—剪结构的抗震性能及处理方法研究》文中指出在实际工程中,建筑功能的复杂化往往导致平面不规则结构的产生,针对各类平面不规则结构,目前的规范均提出了相应的措施。针对楼板局部不连续这一平面不规则结构,工程实践中通常采用两种处理方式:一是在洞口周边设置拉梁或拉板,以保证有效楼板宽度;二是将洞口周边的剪力墙封闭围合,以改善局部整体性和水平力的传递能力。两种处理方式各有利弊,也多有争议。因此,有必要就它们对结构抗震性能和结构局部内力的影响及改善效果进行深入的研究和分析。本文以一个框-剪结构工程实例为研究对象,利用ETABS和SAP2000两种程序分别建立五种模型:楼面无洞口模型、楼面有洞口模型、层层设置拉梁和拉板模型、隔层设置拉梁和拉板模型、电梯井道合围剪力墙模型。对每种模型进行振型分解反应谱分析和静力弹塑性分析,研究楼板局部不连续对结构抗震性能及结构局部内力的影响,对比分析两种处理方式的改善效果。研究结果表明:对竖向结构构件布置比较均匀的高层建筑结构,楼板局部不连续对结构的周期、振型、层剪力、层间位移角等整体抗震性能指标影响不大,但会使洞口附近的框架柱、框架梁的内力以及连接楼板处的应力增大,结构在楼板缺失方向罕遇地震下的整体抗侧刚度有所降低;对于楼板局部不连续的高层建筑结构,弹性楼板假定和刚性楼板假定下的结构高阶振型的周期及质量参与系数的差异、洞口附近框架柱的内力差异、连接楼板处的应力值差异均明显大于平面规则的结构;两种处理措施均不同程度地改善了结构的抗震性能(包括弹性阶段洞口附近框架内力、连接楼板处应力以及弹塑性阶段罕遇地震下的整体抗侧刚度),但电梯井道合围剪力墙的改善效果要好于洞口周边设置拉梁或拉板的处理方式。
黄仕香[4]2011年在《混凝土结构落层倒塌碰撞的试验研究与分析》文中提出以往人们评估结构的抗倒塌性能多采用突然移除某一主要竖向构件的做法,较少涉及掉落构件(或上部结构)对下部结构的碰撞作用。结构发生落层倒塌(即结构某层或该层绝大部分突然整体下挫,该层楼盖与下层楼盖发生大面积接触碰撞的倒塌形式)时,上部结构撞击下部结构产生巨大的碰撞荷载,只有当下部结构足以承受该碰撞荷载时才能防止连续倒塌。本文从模型试验、数值模拟、简化评估方法等方面,对混凝土结构落层倒塌碰撞问题进行了初步探讨,主要工作和结论如下:1.开展了3个单层空间混凝土框剪结构模型的抗震试验,考察了框剪结构在楼板参与作用下的破坏过程,并与弹塑性分析结果进行了对比,初步考察了楼板对抗侧力构件剪力分配的影响。研究表明:①水平荷载作用下剪力墙附近楼板损伤较大,该处楼板钢筋承受较大拉应力;②考虑实际楼板和忽略楼板作用相比,前者情况下框剪结构所能承受的最大水平荷载有所增大,同时剪力墙在所有抗侧力构件中的贡献比例也有所提高;③具有相同横截面积和配筋的不同位置框架柱所承受的剪力总体上相差不大。2.在前述抗震试验的基础上,进行了该3个混凝土框剪结构模型的落层倒塌碰撞试验,考察了模型结构的落层倒塌模式和相应的碰撞荷载时程及其平面分布。研究表明:①剪力墙面外折断和柱轴压比增大是诱发落层倒塌的重要原因;②落层倒塌碰撞是一个多体接触的复杂动态过程,碰撞荷载时程包含两组波动;③碰撞荷载的大小与碰撞双方材质密切相关,混凝土构件撞击钢板产生的总碰撞荷载最大值是倒塌层及其以上总重力荷载的7.90倍,而混凝土构件撞击钢-混凝土组合板产生的总碰撞荷载最大值仅为倒塌层及其以上总重力荷载的3.58倍。3.开展了混凝土框架梁-楼板组合体3个不同碰撞高度共9次(每个高度3次)自由落体碰撞试验,考察了相应的碰撞荷载时程,提出了等效碰撞荷载的近似估算方法并给出了相关参数的初步参考取值,同时对自由落体碰撞试验进行了数值模拟。研究表明:①若忽略混凝土框架梁—楼板组合体在每次碰撞中的累积损伤,总碰撞荷载最大值与碰撞高度近似成正比关系;②由于剪力墙和框架柱等竖向构件的存在,落层倒塌碰撞时总碰撞荷载最大值与下落体总重力荷载之比仅为自由落体碰撞时相应比值的16%左右。4.基于能量平衡原理提出了一种评估楼板落层倒塌碰撞效应的简化方法,该方法包括两个步骤:一是进行被撞击楼板(下板)的非线性静力分析,得到该楼板的荷载—板中心点挠度曲线;二是根据下板中心点在静荷载作用下的最大允许位移,以及碰撞时掉落楼板(上板)动能转移至下板的动能转移百分比(简称下板动能转移百分比),估算上板的最大允许重力荷载,将此最大允许重力荷载与上板实际重力荷载进行对比即可评估下板的碰撞安全性。针对两种碰撞极限状态——完全塑性碰撞和完全刚性碰撞,理论推导了相应的下板动能转移百分比,考察了相关因素对该百分比的影响,同时采用ABAQUS有限元软件对两种碰撞极限状态进行了下板动能转移百分比的数值计算。研究表明:①上、下板质量比等于1时,完全塑性碰撞后的总动能转移百分比和下板动能转移百分比分别为33.3%和16.7%;②完全刚性碰撞后的下板动能转移百分比与碰撞前上板速度、碰撞后上板周边反弹速度等参数有关,上、下板质量比等于1时下板动能转移百分比介于44.4%～97.1%之间;③计算得到的两种极限状态对应的下板动能转移百分比,总体上与理论分析结果较为接近。5.采用上面所提楼板碰撞效应简化评估方法,考察了下板边界约束条件、钢筋强化、下板动能转移百分比等因素对上板最大允许重力荷载的影响,比较了两种措施增强下板抗碰撞能力的效果。研究表明:①考虑钢筋强化效应后,四边固结板的最大允许位移相比未考虑强化效应时增大近50%;②对应不同的下板动能转移百分比,四边简支板可承受的上板最大允许重力荷载是四边固结板的2.3~2.6倍;考虑钢筋强化时四边固结板可承受的上板最大允许重力荷载约为未考虑钢筋强化时的1.8倍;③增大板厚可显着增强下板的抗碰撞能力,提高配筋率虽然也可在一定程度上增强下板的抗碰撞能力,但增强幅度有限。
刘鹏[5]2009年在《考虑地基及部分楼板变形的框—剪结构分析》文中研究指明在框架-剪力墙结构设计中,通常采用楼板在自身平面为刚性的假设。这一假设虽然大大简化了计算工作,但对平面布置不规则的建筑形式,如:个别抗侧力单元的间距很大,楼板刚度变小;建筑平面布置使楼板出现‘瓶颈区’,抗侧力结构沿高度方向有巨大的刚度突变;部分楼板平面形状不规则或有较大的开洞等情况时不能采用此假设,而全部按弹性楼板计算会使计算量很大。若仅对刚度有削弱的楼板考虑为弹性楼板,其它楼板按刚性计算则不仅满足计算精度且减小了计算量。对于地基变形即结构地基和基础共同作用的问题已经在各种结构设计计算中被广泛讨论。一般的计算方法是考虑地基模型为文克尔地基模型,但该模型具有不能扩散应力和变形的缺陷,不适宜做为高层建筑地基模型。本文考虑到地基土位于地下水以下时形成饱和土,它是一种流体饱和多孔介质,此时的地基宜模拟成各向同性的弹性半无限空间地基模型,而一般高层建筑地基较深,多处于地下水以下,故本文采用弹性半无限空间地基模型来模拟地基变形。本文主要对考虑地基及部分楼板变形的框-剪结构进行协同、二阶、动力特性和整体稳定的分析。在进行结构协同分析时,我们考虑部分楼板的变形影响,将楼板分成若干个刚性区域,每个刚性区域内的框架和剪力墙分别合并为一个综合框架和一个综合剪力墙,它们之间由刚性连杆连接成一个框-剪单元,综合框架和综合剪力墙均考虑其弯曲和剪切变形,可看作是竖放的铁摩辛柯梁。各个刚性区域间通过弹簧连接,形成空间协同工作体系。对弹性楼板和连梁的作用视为楼层标高处的弹性支撑。考虑上部结构、地基和基础共同作用,认为地基对结构有水平刚度和竖向转动刚度。从而建立考虑地基及部分楼板变形的计算模型。针对该模型,利用哈密顿力学原理,通过引入的对偶变量,将问题的求解从拉格朗日体系导向哈密顿体系。运用两端边值问题的精细积分法,通过Matlab语言编制计算程序求解结构的状态向量从而得到精确的数值解。最后通过实例分析并与有限元计算对比数据,得到了地基及部分楼板变形对建筑结构协同、二阶、动力特性和整体稳定影响的一些有用结论。整个数值算法具有稳定性高、精度高、收敛快的优点,为研究此类工程问题提供了一种新方法、新途径,有一定的工程参考价值。
彭勃[6]2016年在《地震作用下装配整体式楼盖的隔板作用研究》文中认为在地震作用下,楼板不仅要承担面外竖向荷载,同时要将水平地震作用传给各个抗侧力构件,协调框架与剪力墙之间的变形,也将承担面内水平荷载,楼板的隔板作用将影响建筑物的整体受力。为了研究装配整体式楼板的隔板作用,本文采用有限元分析软件MSC.Marc对装配整体式楼板进行精细有限元分析,并采用结构分析软件ETABS对装配整体式楼板框架剪力墙结构进行弹塑性动力时程分析,初步探讨了装配整体式楼板的面内受力性能以及装配整体式楼板框剪结构的抗震性能。完成的工作和获得的主要成果包括:(1)根据已有试验结果分别建立现浇楼板和装配整体式楼板精细有限元模型,在验证了有限元模型合理性的基础上,对装配整体式楼板进行参数分析,来研究各个参数变化对装配整体式楼板面内性能的影响。(2)改变混凝土强度;楼板现浇层厚度;支座负筋直径、强度和穿孔钢筋直径、强度,对不同参数条件下的现浇楼板和装配整体式楼板进行精细有限元分析,提出了一般情况下装配整体式楼板的刚度和承载力折减系数计算公式。(3)采用结构分析软件ETABS,结合精细有限元分析得到的装配整体式楼板的刚度和承载力折减系数,分别建立现浇楼板框架剪力墙结构和装配整体式楼板框架剪力墙结构模型,通过对结构进行弹性反应谱分析和弹塑性动力时程分析,来探讨装配整体式楼板框剪结构的整体抗震性能。
缪志伟[7]2009年在《钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究》文中指出本文以现有的基于能量抗震设计和结构损伤控制设计思想为基础,系统研究了基于能量抗震设计方法在钢筋混凝土框架剪力墙结构(RC框剪结构)中的应用。主要研究工作和成果如下:(1) RC框剪结构非线性数值分析模型的开发。基于大型通用有限元软件MSC.MARC平台开发了杆系纤维模型和弹塑性分层壳模型,分别模拟RC框架和剪力墙结构。通过与试验结果的分析对比,验证了本文数值分析模型的合理性和有效性,为准确分析地震作用下结构的弹塑性地震响应提供了保证。(2) RC框剪结构地震位移响应的计算方法。讨论了静力弹塑性分析方法在使用过程中的条件。采用两个结构算例进行各种不同侧力模式的推覆分析,并以弹塑性时程计算结果为基准进行全面对比分析,表明采用MPA方法可准确预测RC框剪结构的弹塑性地震位移响应。(3) RC框剪结构合理损伤模式的控制条件。通过对多个不同的RC框剪结构算例的弹塑性时程计算及对比,分析了RC框剪结构的损伤模式、抗震性能和耗能分布的可控性问题,并在此基础上提出了能够保证RC框剪结构在强震作用下实现“可控”耗能分布的合理损伤模式。结合结构损伤控制设计和能力设计法思想,通过参数化分析确定了控制RC框剪结构实现合理损伤模式的设计条件。(4) RC框剪结构的耗能需求及分布研究。通过算例对比分析,建议采用多阶振型等效组合的方法确定RC框剪结构的总耗能需求。通过采用弹塑性时程计算对RC框剪结构进行参数化分析,提出了具有合理损伤模式的RC框剪结构耗能分配和分布的确定方法。(5) RC框剪结构基于能量抗震设计方法。结合现有基于位移抗震设计方法、考虑累积滞回耗能与变形双重破坏的构件损伤评估模型及构件变形能力设计研究成果,提出了RC框剪结构基于能量抗震设计方法,并通过算例说明了该设计方法的应用。采用弹塑性时程分析对所设计的结构进行性能评估,结果表明所设计结构在各水准地震作用下都能满足性能目标,具有良好的抗震性能。
陈冬梅[8]2014年在《平面不规则框—剪结构抗震性能分析》文中研究表明高层结构日益发展的趋势，建筑形式的千变万化，就需要我们拥有好的设计方案。本文前叁章先总结了高层结构的发展历史和发展趋势；其次总结和分析框架—剪力墙结构在地震水平力作用下，两者作用关系和变形，以及位移和内力的求解模型和方法；再者，总结和分析几种抗震分析方法和适用范围。本文研究高层最常用的结构类型即框架—剪力墙结构的抗震性能，即研究剪力墙在整个框架—剪力墙结构中的作用，对整体结构的抗震性能的影响。为研究不规则框架—剪力墙结构的抗震性能优劣，需要通过控制参数的比较得知。根据平面不规则框架剪力墙结构特点及抗震原理，使用SAP2000有限元软件，建立不同模型。分别从剪力墙的布置方向、布置的数量以及布置的位置和采用L型、I型、槽型不规则平面四个方面，研究剪力墙对结构的抗震性能的影响。最后本文将选用一个工程实例，采用几种剪力墙优化方案，不断的进行调整，最终得到合理的布置方案。整个分析结果分别从结构的位移、层间位移角、位移比以及周期比进行比较，得到剪力墙的合理布置方案以及对结构的抗扭性能的影响。为了研究整个结构的抗震性能的优劣，文章最后采用时程分析作为补充分析，最终得知经过优化后的结构是可取的方案。
应康[9]2013年在《考虑楼板面内变形的框—剪结构受力特性分析》文中认为在一般的结构分析与设计中，设计者通常把楼板当作自身平面内刚度无限大而不计其面外刚度的构件来参与结构的计算，这样可以减少方程中需要求解的未知数的量，从而大大简化模型的计算。但是随着结构平面形式的复杂化、多样化，楼面大开洞或平面的不规则性使得楼板平面内产生变形，而不能满足刚度无限大的假定，若仍采用刚性楼板假定，计算结果的真实性和可靠性就无法得到保证。因此，对于由框架和剪力墙两种刚度差别较大的竖向构件组成的框-剪结构体系，更不能忽略楼板变形对于其受力特性的影响。本文结合两个框-剪结构工程实例，采用ETABS程序分别建立两种模型：一种为刚性楼板假定模型，假定楼板面内无限刚；另一种为弹性楼板模型，考虑楼板面内变形。对每种模型进行振型分析和反应谱分析，研究不同楼板假定对结构的动力特性、位移特性、内力变化的影响，得出楼板变形对框-剪结构受力特性的影响规律。研究结果表明：相较于楼板刚性假定，弹性楼板假定下结构的整体刚度偏柔，结构周期增大，结构高阶振型的质量参与系数占有不可忽略的比例；弹性楼板假定下结构的侧移和层间位移角均比刚性假定下的大，同一楼层处框架柱的侧移变化幅度要大于剪力墙的侧移变化幅度；弹性楼板假定下楼面开洞或凹槽处的框架柱剪力可达到刚性假定时的数倍，应力集中现象也比较严重，可见楼板变形对结构受力特性的影响较为明显。
叶依林[10]2016年在《框架—剪力墙结构在地震作用下的动力特性》文中研究表明框架剪力墙结构是建筑结构设计的主要类型之一,同时它也是现代城市建筑广泛使用的一种结构形式,它包括了框架及剪力墙各自的优势,并且能将二者的协同工作效应充分体现出来,使其相互协助相互制约共同抵抗水平地震荷载,这种结构的侧移形式用图表示出来就是弯剪型曲线。框剪结构中的剪力墙一般要求是具有一定厚度的,以确保其能稳定工作,当地震来袭时,其中的抗震墙的下部位置需要承载较大剪力,由下到上剪力逐渐减弱,而其中的框架下部剪力却很小,延至中部剪力呈现最大,再越往上剪力越小。框架剪力墙结构中的梁、柱、剪力墙应依据实际情况布置合理,严格按照规范要求设计,对其中的一些刚度突变问题和构造措施要求应采用相关软件详细深究,尽量避免较多出现扭转藕连现象,目前我国对于这种结构形式的模拟探究还是只处于简单的刚度迭加阶段。框剪结构由立面形式可分为单轴对称、双轴对称和完全不对称等类别,本文主要研究的是单轴对称的框架剪力墙结构形式。通过把原结构加以细致地分类后,再运用spa2000结构设计有限元软件探究分析就相对清楚明确了许多。本文先研究这两种模型的振型模拟状况,分别将模型一与模型二中的两种结构形式整理统一在一起,模态加载后比对查看其前12阶振型及质量参与系数;然后对上述四种结构模式添加地震反应谱,归纳统计出不同情况下的结构位移、层间位移角、楼层剪力等汇总结果；最后以其中一种模型为代表,让它们在两条天然地震波和一条人工地震波的催动下,记录观测其动力时程特性反应,并绘制结构的加速度反应、位移反应、基底反力的数据图表,归纳整理出该结构的动力时程反应的优势与不足之处。经上述研究证明,框架—剪力墙结构若要发生倒塌,其抗震墙首当其冲发生毁坏,所以框架底部应该设为刚接而不能为铰接则成为设计考虑的重要关键点之一,除此之外,对于剪力墙的数量、位置布置得当,刚度分配平均,扭转效应减弱等也成为该结构形式在地震下存活持久的有利保障条件。本文充分利用了spa2000有限元软件、Autocad绘图工具、pkpm结构设计软件的相关功能,对两种模型下的两种状况进行分析,查阅了实际工程中的示例资料,如场地类别、抗震设防烈度、地震分组、特征周期,结合抗震规范以及建筑结构抗震概念设计,对之前提到的两种模型展开了深入比对讨论,运用所学的相关公式将结构的动态模拟程序表示出来,通过最终数据从侧面反映出了结构的塑性发展状况。
参考文献：
[1]. 影响框剪结构楼板刚性的参数分析[D]. 叶桦. 华侨大学. 2002
[2]. 楼板刚度对框—剪结构协同作用的影响分析[D]. 张泽丰. 河北工程大学. 2013
[3]. 楼板不连续框—剪结构的抗震性能及处理方法研究[D]. 刘乐乐. 华中科技大学. 2016
[4]. 混凝土结构落层倒塌碰撞的试验研究与分析[D]. 黄仕香. 华南理工大学. 2011
[5]. 考虑地基及部分楼板变形的框—剪结构分析[D]. 刘鹏. 河北工程大学. 2009
[6]. 地震作用下装配整体式楼盖的隔板作用研究[D]. 彭勃. 湖南大学. 2016
[7]. 钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究[D]. 缪志伟. 清华大学. 2009
[8]. 平面不规则框—剪结构抗震性能分析[D]. 陈冬梅. 安徽建筑大学. 2014
[9]. 考虑楼板面内变形的框—剪结构受力特性分析[D]. 应康. 华中科技大学. 2013
[10]. 框架—剪力墙结构在地震作用下的动力特性[D]. 叶依林. 西安工业大学. 2016
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