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1、基于简约抗侧移刚度矩阵的框剪结构动力特性计算研究2010年第7期总第145期福建建筑FujianArchitecture{ConstructionNo7?2010V0l?145基于简约抗侧移刚度矩阵的框剪结构动力特性计算研究崔伟郭杨干洪.(1.安徽省建筑科学研究设计院230001;2.安徽工程大学2410O0)摘要:本文采用柔度法建立框架剪力墙结构的简约抗侧移刚度矩阵,利用雅可比迭代法计算结构体系的自振频率和周期,再利用振型分解反应谱法计算体系在水平地震作用下的各层内力,为实际工程的分析和设计提供理论依据.并运用Fortran语言编制PRST通用计算程序实现电算,较其他方法更为方便快捷.关键
2、词:框剪结构简约侧向刚度矩阵柔度法动力特性通用程序中图分类号:TU398.2文献标识码:A文章编号:1O04—6135(2O1O)07一O056一O3ResearchofDynll~~CharacteristicsfortheFrame--shearWallStruturebyngConciselyLateralStiffnessMatrixCuiWeiGuoYangGanHong2(1.AnhuiProvincialInstituteofArchitecturalScienceResesrch230001;2.AnhuiPolytechnicUniversity230001)Abstrac
3、t:ByusingflexbilitymethodworkedouttheconciselylateralstiffnessmatrixoftheFrame—shearwal1.ByusingJacobimethodcanworkOUtEhevibrationmodesandperiodsofthestructurehierarchy,andbyusingtheanalysisofResponseSpectrumTechniquecangottheinternalforceofeveryfloor.Itcanprovidesacertaintheoreticalbasisfortheanal
4、ysisanddesigning.PRSTu—niversalprogramismakenbyusingFortranlanguage.ItcanbeworkOutconveniencelybyusingcomputeralgorithm.Keywords:Frame-shearwallConciselylateralstiffnessmatrixFlexhilitymethodDynamiccharacteristicsUniversalprogramO引言地震是一种自然灾害,强烈的地震在瞬间就可对地面建筑物造成严重破坏.我国东邻环太平洋地震带,南接欧亚地震带,地震分布相当广泛,是世界上地
5、震多发国家之一.随着我国生产力水平的不断提高和城市人口的不断增加,使得城市中高层建筑不断的涌现.框架结构易于形成较大的自由灵活的使用空间,以满足不同建筑功能要求;剪力墙提供较大的抗侧移刚度,以减少结构在风荷载或侧向地震作用下的侧向位移,有利于提高结构的抗震能力.因此,框架剪力墙集框架与剪力墙两结构的优点具有很广泛的适用范围,而其作为一种高层建筑普遍采用的结构形式,关于其地震效应和抗震性能的研究就显得尤为重要.1基本假定框架一剪力墙结构是一个复杂的组合结构,在仅考虑结构的水平作用时可作如下假定.框架,剪力墙在其自身平面内的刚度很大而在其外面的刚度相对又极小,故可忽略其平面外的刚度.因此可把纵横
6、向的框架与剪力墙分别考虑,化空间结构为平面结构来处理.各楼层在其自身平面内的刚度为无穷大,在水平荷载作用下,各平面抗侧力结构之间通过楼层联系而协同工作,因此同一楼层处所有的框架与剪力墙的水平位移均相等;楼层只发生刚体运动而不产生变形.水平地震作用由框架■作者简介:崔伟,男,1982年出生,研究生,硕士,助理工程师,主要从事岩土与结构相互作用的相关研究.收稿日期:2O1O—O1—28与剪力墙共同承担,因而整个结构可划分为若干个平面结构共同抵抗与平面结构平行的侧向荷载,垂直于该方向的结构不参加受力.侧向力的合力通过结构的抗侧刚度中心,即结构的平面没有整体扭转.基于上述基本假定,可以把同一结构的所
7、有框架与剪力墙合并为总框架和剪力墙,在各框架与总剪力墙之间用无轴向变形连梁连接.2简化模型根据连梁的不同连接形式,可将实际结构简化为两类:(1)当框架与剪力墙之间只是通过楼板连接时,总连梁代表楼板,简化为铰接体系;(2)若在框架与剪力墙之问起连接作用的除楼板外还有平面内与剪力墙刚接的框架梁,则简化为刚接体系.本文的计算模型取的是铰接体系,刚接体系的计算与铰接体系类似,读者可自行推导.3单元刚度矩阵文献E1]详
