异形柱框—剪结构中剪力墙合理刚度及布置分析

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1、东北电力大学硕士学位论文异形柱框—剪结构中剪力墙合理刚度及布置分析姓名：姜凤龙申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：秦力20080301摘要摘要为了适应住宅平面灵活布置，异形柱结构现已广泛应用到工程建设中，其中异形柱框架一剪力墙结构将建筑功能的合理性和使用功能的灵活性有机地结合起来，为用户提供了理想的居住环境。本文通过对异形截面柱受力性能的研究，推导出异形截面空间杆单元刚度矩阵，在此基础上编制了异形截面柱结构内力分析的有限元程序，与ＡＮＳＹＳ软件的计算结果和采用异形柱刚度等效的计算结果进行了比较，得出异形柱具有如下性质：（１）异形柱的剪切变形比刚度

2、等效矩形柱的剪切变形大；（２）异形柱的扭转效应对结构的内力分析影响不大；（３）用Ｄ值法计算Ｌ形柱框架侧向刚度时，柱的线刚度应根据结构布置情况予以修正，并给出修正方法。根据异形柱结构不同于矩形柱的特点，从框架一剪力墙结构协同工作的连续化分析原理出发，按照我国现行抗震设计规范，精确推导出异形柱框架一剪力墙结构满足层问侧移角限值所需要的抗震剪力墙的计算公式；并针对影响剪力墙合理数量的各种因素，给出在不同抗震等级、不同场地类别和设计分组的情况下如何方便快捷的确定剪力墙合理刚度的方法。方法简单实用，是用于地震区高层框一剪结构初步设计的最佳方案。关键词：异形柱：抗

3、侧移刚度；单元刚度矩阵；框架一剪力墙结构；剪力墙合理刚度东北电力大学硕士学位论文ＩＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＰｒｏｆｉｌｅｄ．ｃｏｌｕｍｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｄａｐｔｔｏｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｆｌａｔｆｌｅｘｉｂｌｅｌａｙｏｕｔ．ＩｔｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｎｅｓｓｏｆａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｉｎＰｒｏｆｉｌｅｄ—ｃｏｌｕｍｎｆｒａｍｅ—ｓｈｅａｒｗａｌｌｓ

4、ｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｏｆｆｅｒｓｉｄｅａｌｌｉｖｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｉｒｒｅｇｕｌａｒ－ｓｐｅｃｉａｌ—ｓｈａｐｅｄｃｏｌｕｍｎｅｌｅｍｅｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｍａｔｒｉｘｉｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｌｏａｄ－ｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｆｉｌｅｄ・ｃｏｌｕｍｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈａｔ，ａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｐｒｏｇｒａｍｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｏｆｐｒｏｆｉｌｅｄ・ｃｏｌｕｍｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｃｏｍｐｉｌｅｄ．

5、ＣｏｍｐａｒｅｄｔｏＡＮＳＹＳｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｃｏｌｕｍｎ，ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｄｒｅｗ：（１）Ｓｈｅａｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｆｉｌｅｄ—ｃｏｌｕｍｎｉｓｇｒｅａｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈａｔｏｆｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｃｏｌｕｍｎ；（２）Ｔｏｒｓｉｏｎｈａｓｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；（３）Ｔｈｅｌｉｎｅｓｔｉ

6、ｆｆｎｅｓｓｏｆｃｏｌｕｍｎｓｈｏｕｌｄｂｅａｍｅｎｄｅｄｗｈｉｌｅｌａｔｅｒａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｆｉｌｅｄ－ｃｏｌｕｍｎｆｒａｍｅｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｖｉｓｅｄＤ，ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｏｆｆｅｒｅｄ．Ｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｏｆｓｅｉｓｍｉｃｓｈｅａｒｗａｌｌｗｈｉｃｈｓａｔｉｓｆｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｌａｔｅｒａｌａｎｇｌｅｉｎｐｒｏｆｉｌｅｄ—ｃｏｌｕｍｎｆｒａｍｅ—ｓｈｅａｒｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｅｄｕｃｅｄ．Ｉｔｃｏ

7、ｍｅｓｆｒｏｍｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｏｒｙｏｆｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｗｏｒｋｂｅｔｗｅｅｎｆｒａｍｅａｎｄｓｈｅａｒｗａｌｌａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｃｏｌｕｍｎｗｈｉｃｈｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｐｒｏｆｉｌｅｄ・ｃｏｌｕｍｎｓ缸ｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎｃｏｄｅｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎＣｈｉｎａ．Ａｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｅｓｈｅａｒｗａｌｌｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙｉｓｇｉｖｅｎｉ１１ｔｈｅｃｏｎｄｉｔ

8、ｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅｉｓｍｉｃｇｒａｄｅ，ｓｉｔｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎ